Прогулки по Хиросиме: как испарился американский лимузин
Прогулки по Хиросиме: как испарился американский лимузин Нет, не полностью испарился, но в достаточной степени, чтобы породить один любопытный научный феномен. Все началось с того, что в 2019 году итальянский геолог Марио Ванньер копался в песках Хиросимского залива в поисках мелких стеклянных шариков, которые обычно образуются при ядерном взрыве из расплавленного песка. Предмет интереса был в том, что его коллега по Университету Флоренции Лука Бинди, изучая тринитит — стеклянные шарики, образовавшиеся при взрыве ядерного заряда Trinity 16 июля 1945 года, обнаружил, что в нем образовался сплав кремния, кальция и меди. Дальше фанаты изучения геологического влияния ядерного взрыва, должно быть, пришли к мысли, что в Хиросиме, в отличие от пустыни Нью-Мексико, металлов в зоне взрыва было побольше, стало быть, в таких же стеклянных шариках тоже должны быть интересные сплавы. Некоторое время, потраченное на черпание песка на дне Хиросимского залива, его промывку и классификацию, дало результат в виде хиросимаита — стеклянных шариков, образовавшихся при ядерном взрыве над Хиросимой. Это было непросто, и улов был небольшой, всего несколько десятков шариков, из которых для тщательного исследования было отобрано 34 образца. Сплав испаренных металлов Один из шариков диаметром всего 10 микрометров (0,01 мм) дал феноменальный результат. В нем был найден интерметаллический кристалл, в котором было шесть металлов: железо, хром, никель, марганец, молибден и алюминий. Многокомпонентные сплавы изучаются примерно с середины 1980-х годов, и некоторые из них имеют уникальные характеристики. Например, сплав хрома, кобальта и никеля оказался чрезвычайно устойчив при очень низких температурах и сохранял жесткость даже в жидком водороде. В других образцах хиросимаита были найдены сплавы кремния, кальция, алюминия, а также железа и хрома, которые указывали на условия образования таких сплавов: мгновенный нагрев до температуры выше 1800 градусов, испарение и последующая конденсация из пара, когда зона экстремального нагрева стала быстро охлаждаться. По имеющимся данным, температура огненного шара хиросимского взрыва достигала 7700 градусов, а в зоне эпицентра нагрев поверхности достигал 3000-4000 градусов. Кремний, кальций и алюминий — это, конечно, бетон, который при 1200 градусах превращается в жидкое стеклоподобное вещество, а при 2500 градусах из него начинают выкипать элементарные вещества. Но минералы с таким составом есть и в базальте, габбро и некоторых разновидностях гранитов. Железо в подобных сплавах — это продукт испарения стали. Конечно, само сочетание слов «испарение стали» звучит несколько невероятно. Однако же, тепловая мощность хиросимского взрыва оценивается в 75 тераджоулей. Этого достаточно, чтобы испарить 879 тонн стали в течение 0,1 секунды. Эта энергия рассеивалась во все стороны, и на землю попала лишь небольшая часть теплового потока. На 1 квадратный метр в эпицентре, где световое излучение падало строго вертикально, менее 0,0001% всей тепловой энергии взрыва. Но и это 4 мегаджоуля, чего достаточно, чтобы за 0,1 секунду испарить 494 граммов стали. Если деталь достаточно массивная, то она сначала будет нагреваться, потом расплавляться на поверхности, и из этого расплава будет испарение. Это несколько десятков граммов железного пара. Похожие условия сохранялись и на некотором удалении от эпицентра, но там и тепловой поток меньше, соответственно, испарение тоже было меньше, граммы, может быть, миллиграммы. Однако для ядерно-взрывного синтеза многокомпонентного сплава с последующим образованием интерметаллического кристалла и таких ничтожных количеств достаточно. Вес шарика, в котором был найден шестикомпонентный сплав, ничтожно мал — 0,000000000524 грамма, а металла в нем и того меньше. Испарение автомобильной краски