Pekelná laboratoř nad Hirošimou: Atomový výbuch po sobě zanechal doposud neznámou slitinu
Čtěte Reflex v Googlu přednostně
Nastavte si Reflex jako preferovaný zdroj a naše články uvidíte ve vyhledávání výš.
- Výbuch atomové bomby nad Hirošimou v roce 1945 odpařil městskou infrastrukturu i lidská těla a nasál tyto prvky do kondenzačního mraku.
- Extrémní teplota, tlak a prudké chladnutí stvořily v mraku mikroskopické skleněné kuličky zvané hirošimaity.
- Uvnitř těchto částic vědci objevili unátní slitinu kovů a křemíku, která vykazuje strukturu odporující běžným chemickým zákonitostem.
Když 6. srpna 1945 v 08:15 ráno explodovala nad japonskou Hirošimou atomová bomba Little Boy, uvolnila v několika mikrosekundách teplotu dosahující milionů stupňů Celsia. V ohnivé kouli se v jediném okamžiku odpařily konstrukce budov, elektrická vedení, zemina i samotná lidská těla. Mezinárodní tým vědců pod vedením geologa Lucy Bindiho z Univerzity ve Florencii v časopise Science Advances zveřejnil zjištění, že tento děsivý proces stvořil zcela nový materiál — neznámou slitinu kovů s křemíkem, která nemohla vzniknout nikde jinde než v srdci jaderného pekla.
Pekelný reaktor pod širým nebem
Až dosud byla hlavním symbolem jaderné transformace hmoty takzvaná trinititová skla — zelenkavý až načervenalý roztavený pískovec, který po sobě zanechal první americký jaderný test Trinity v poušti v Novém Mexiku v červenci 1945. V Hirošimě však byla situace odlišná. Výbuch nenastal na zemi, ale ve výšce zhruba 600 metrů nad hustě obydleným městem.
Směs odpařeného železa, mědi, hliníku, betonu a střešních tašek byla nasáta do kondenzačního mraku, kde se za extrémního tlaku a extrémně rychlého chladnutí začala měnit zpět na pevné částice. Výsledkem jsou takzvané hirošimaity — mikroskopické skleněné kuličky a zrnka rozptýlená v sedimentech na březích Hirošimského zálivu.
Při podrobném zkoumání vzorků hirošimaitů pomocí rentgenové difrakce a elektronové mikroskopie objevil tým geologa Bindiho uvnitř skleněného zrnka částici velkou pouhý jeden mikrometr. Jednalo se o homogenní směs šesti různých kovů spojených s křemíkem, která vykazovala zcela neobvyklou krystalickou strukturu.
Neznámá slitina: Když se fyzika potká s chaosem
Kombinace prvků v této mikročástici je v běžné přírodě i v průmyslové metalurgii prakticky nemožná. Slitina obsahuje prvky, které se za normálních fyzikálních podmínek odmítají smísit, nebo vyžadují takové tlaky a teploty, jaké se vyskytují pouze při dopadech velkých meteoritů či v nitru planet.
Jaderný výbuch fungoval jako nechtěná chemická laboratoř nevídaných rozměrů. Během zlomku sekundy došlo k atomárnímu promíchání materiálů z městské infrastruktury a samotné bomby. Když roztavená kapka chladla rychlostí tisíců stupňů za sekundu, vytvořená krystalická mřížka zamrzla ve stavu, který odporuje standardním chemickým zákonitostem.
Vědci tento objev nepovažují za pouhou kuriozitu. Ukazuje totiž, jak neznámým způsobem se chová hmota při extrémním energickém šoku. Podobné struktury nebyly nalezeny ani v přírodních minerálech, ani nebyly dosud syntetizovány v laboratorních podmínkách.
Fyzikální archivy katastrofy
Studium materiálů zrozených při jaderných výbuších získává v posledních letech na významu i v oblasti jaderné forenzní vědy. Každé takové zrnko skla či nově vzniklého krystalu v sobě uchovává přesný „otisk prstu“ výbuchu.
Analýzou izotopů a chemických vazeb uvnitř hirošimaitů dokáží vědci s přesností na milisekundy rekonstruovat přesnou teplotu, tlak a složení atmosféry v momentě detonace. Studie potvrzuje, že částice nesou jasné stopy jak použitého uranového paliva, tak specifických stavebních materiálů japonského města z roku 1945.
Hirošimský nález tak představuje mrazivé memento. Hmota sama si pamatuje sekundu, kdy se lidstvo poprvé v historii dotklo energie atomu s ničivým záměrem — a zanechala po sobě trvalý minerální podpis, který přetrvá miliony let.
