DARPA विफलता: विज्ञान के इतिहास की सबसे बड़ी गलतियों में से एक

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

हेफ़नियम आइसोमर Hf-178-m2 पर आधारित बम गैर-परमाणु विस्फोटक उपकरणों के इतिहास में सबसे महंगा और सबसे शक्तिशाली बन सकता है। लेकिन उसने नहीं किया। अब इस मामले को DARPA की सबसे कुख्यात विफलताओं में से एक के रूप में मान्यता प्राप्त है - अमेरिकी सैन्य विभाग की उन्नत रक्षा परियोजनाओं की एजेंसी।

एमिटर को एक छोड़े गए एक्स-रे मशीन से इकट्ठा किया गया था जो कभी दंत चिकित्सक के कार्यालय में था, साथ ही पास के स्टोर से खरीदा गया घरेलू एम्पलीफायर भी था। यह क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स के केंद्र के जोरदार संकेत के विपरीत था, जिसे डलास में टेक्सास विश्वविद्यालय में एक छोटे से कार्यालय भवन में प्रवेश करते देखा गया था। हालांकि, डिवाइस ने अपने कार्य के साथ मुकाबला किया - अर्थात्, यह नियमित रूप से एक्स-रे की एक धारा के साथ एक उल्टे प्लास्टिक कप पर बमबारी करता था। बेशक, कांच का इससे कोई लेना-देना नहीं था - यह केवल हेफ़नियम के बमुश्किल ध्यान देने योग्य नमूने के तहत एक स्टैंड के रूप में कार्य करता था, या बल्कि, इसके आइसोमर Hf-178-m2। प्रयोग कई हफ्तों तक चला। लेकिन प्राप्त आंकड़ों के सावधानीपूर्वक प्रसंस्करण के बाद, केंद्र के निदेशक कार्ल कोलिन्स ने निस्संदेह सफलता की घोषणा की। रिकॉर्डिंग उपकरणों की रिकॉर्डिंग से संकेत मिलता है कि उनके समूह ने विशाल शक्ति के लघु बम बनाने का एक तरीका खोजा है - मुट्ठी के आकार के उपकरण जो दसियों टन साधारण विस्फोटकों के बराबर विनाश पैदा करने में सक्षम हैं।

इसलिए 1998 में, आइसोमर बम का इतिहास शुरू हुआ, जो बाद में विज्ञान और सैन्य अनुसंधान के इतिहास में सबसे बड़ी गलतियों में से एक के रूप में जाना जाने लगा।

हेफ़नियम

हैफनियम मेंडलीफ की आवर्त सारणी का 72वां तत्व है। यह चांदी-सफेद धातु कोपेनहेगन (हाफ़निया) शहर के लैटिन नाम से अपना नाम लेती है, जहां इसे 1923 में डिक कोस्टर और ग्योरडेम हेवेसी द्वारा खोजा गया था, जो कोपेनहेगन इंस्टीट्यूट फॉर थ्योरेटिकल फिजिक्स के सहयोगी थे।

वैज्ञानिक अनुभूति

अपनी रिपोर्ट में, कोलिन्स ने लिखा कि वह एक्स-रे पृष्ठभूमि में एक अत्यंत नगण्य वृद्धि दर्ज करने में सक्षम था, जो कि विकिरणित नमूने द्वारा उत्सर्जित किया गया था। इस बीच, यह एक्स-रे विकिरण है जो आइसोमेरिक अवस्था से सामान्य अवस्था में 178m2Hf के संक्रमण का संकेत है। नतीजतन, कोलिन्स ने तर्क दिया, उनका समूह एक्स-रे के साथ नमूने पर बमबारी करके इस प्रक्रिया को तेज करने में सक्षम था (जब अपेक्षाकृत कम ऊर्जा वाला एक्स-रे फोटॉन अवशोषित होता है, तो नाभिक दूसरे उत्तेजित स्तर पर जाता है, और फिर तेजी से संक्रमण होता है जमीनी स्तर इस प्रकार है, पूरे ऊर्जा भंडार की रिहाई के साथ)। नमूना को विस्फोट करने के लिए मजबूर करने के लिए, कोलिन्स ने तर्क दिया, केवल एक निश्चित सीमा तक उत्सर्जक की शक्ति को बढ़ाने के लिए जरूरी है, जिसके बाद नमूना का अपना विकिरण आइसोमेरिक राज्य से परमाणुओं के संक्रमण की श्रृंखला प्रतिक्रिया को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त होगा। सामान्य अवस्था। परिणाम एक बहुत ही स्पष्ट विस्फोट होगा, साथ ही एक्स-रे का एक विशाल विस्फोट भी होगा।

वैज्ञानिक समुदाय ने इस प्रकाशन को स्पष्ट अविश्वास के साथ बधाई दी, और कोलिन्स के परिणामों को मान्य करने के लिए दुनिया भर की प्रयोगशालाओं में प्रयोग शुरू हुए। कुछ शोध समूहों ने परिणामों की पुष्टि की घोषणा करने में शीघ्रता की, हालांकि उनकी संख्या माप त्रुटियों की तुलना में केवल मामूली अधिक थी। लेकिन फिर भी अधिकांश विशेषज्ञों का मानना था कि प्राप्त परिणाम प्रयोगात्मक डेटा की गलत व्याख्या का परिणाम था।

सैन्य आशावाद

हालांकि, संगठनों में से एक को इस काम में बेहद दिलचस्पी थी। वैज्ञानिक समुदाय के सभी संदेहों के बावजूद, अमेरिकी सेना ने सचमुच कोलिन्स के वादों से अपना सिर खो दिया।और किस बात से था! परमाणु आइसोमर्स के अध्ययन ने मौलिक रूप से नए बमों के निर्माण का मार्ग प्रशस्त किया, जो एक ओर, सामान्य विस्फोटकों की तुलना में बहुत अधिक शक्तिशाली होंगे, और दूसरी ओर, इसके उत्पादन और उपयोग से जुड़े अंतर्राष्ट्रीय प्रतिबंधों के अंतर्गत नहीं आएंगे। परमाणु हथियार (एक आइसोमर बम परमाणु नहीं है, क्योंकि एक तत्व का दूसरे में कोई परिवर्तन नहीं होता है)।

आइसोमेरिक बम बहुत कॉम्पैक्ट हो सकते हैं (उनके पास कोई कम द्रव्यमान सीमा नहीं है, क्योंकि एक उत्तेजित अवस्था से एक सामान्य अवस्था में नाभिक के संक्रमण की प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान की आवश्यकता नहीं होती है), और विस्फोट होने पर वे भारी मात्रा में कठोर विकिरण छोड़ते हैं जो कि सभी जीवित चीजों को नष्ट कर देता है। इसके अलावा, हेफ़नियम बमों को अपेक्षाकृत "स्वच्छ" माना जा सकता है - आखिरकार, हेफ़नियम -178 की जमीनी स्थिति स्थिर है (यह रेडियोधर्मी नहीं है), और विस्फोट व्यावहारिक रूप से क्षेत्र को दूषित नहीं करेगा।

पैसा फेंक दिया

अगले कई वर्षों में, DARPA एजेंसी ने Hf-178-m2 के अध्ययन में कई मिलियन डॉलर का निवेश किया। हालांकि, सेना ने बम के एक कार्यशील मॉडल के निर्माण की प्रतीक्षा नहीं की। यह आंशिक रूप से अनुसंधान योजना की विफलता के कारण है: शक्तिशाली एक्स-रे उत्सर्जक का उपयोग करते हुए कई प्रयोगों के दौरान, कोलिन्स विकिरणित नमूनों की पृष्ठभूमि में कोई उल्लेखनीय वृद्धि प्रदर्शित करने में असमर्थ थे।

कोलिन्स के परिणामों को दोहराने का प्रयास कई वर्षों के दौरान कई बार किया गया है। हालांकि, कोई अन्य वैज्ञानिक समूह हेफ़नियम के आइसोमेरिक राज्य के क्षय के त्वरण की मज़बूती से पुष्टि करने में सक्षम नहीं है। कई अमेरिकी राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं - लॉस एलामोस, आर्गन और लिवरमोर के भौतिक विज्ञानी भी इस मुद्दे में लगे हुए थे। उन्होंने एक अधिक शक्तिशाली एक्स-रे स्रोत का उपयोग किया - आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी के उन्नत फोटॉन स्रोत, लेकिन प्रेरित क्षय के प्रभाव का पता नहीं लगा सके, हालांकि उनके प्रयोगों में विकिरण की तीव्रता कोलिन्स के प्रयोगों की तुलना में अधिक परिमाण के कई आदेश थे।. उनके परिणामों की पुष्टि एक अन्य अमेरिकी राष्ट्रीय प्रयोगशाला - ब्रुकहेवन में स्वतंत्र प्रयोगों द्वारा भी की गई, जहां शक्तिशाली राष्ट्रीय सिंक्रोट्रॉन लाइट सोर्स सिंक्रोट्रॉन का उपयोग विकिरण के लिए किया गया था। निराशाजनक निष्कर्षों की एक श्रृंखला के बाद, इस विषय में सेना की रुचि फीकी पड़ गई, फंडिंग बंद हो गई और 2004 में कार्यक्रम बंद हो गया।

हीरा गोला बारूद

इस बीच, यह शुरू से ही स्पष्ट था कि अपने सभी लाभों के लिए, आइसोमर बम में कई मूलभूत नुकसान भी हैं। सबसे पहले, Hf-178-m2 रेडियोधर्मी है, इसलिए बम पूरी तरह से "साफ" नहीं होगा ("अनवर्क्ड" हेफ़नियम वाले क्षेत्र का कुछ संदूषण अभी भी होगा)। दूसरे, Hf-178-m2 आइसोमर प्रकृति में नहीं होता है, और इसके उत्पादन की प्रक्रिया काफी महंगी होती है। इसे कई तरीकों में से एक में प्राप्त किया जा सकता है - या तो अल्फा कणों के साथ ytterbium-176 के लक्ष्य को विकिरणित करके, या प्रोटॉन द्वारा - टंगस्टन -186 या टैंटलम आइसोटोप का प्राकृतिक मिश्रण। इस तरह, हेफ़नियम आइसोमर की सूक्ष्म मात्रा प्राप्त की जा सकती है, जो वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए पर्याप्त होनी चाहिए।

इस विदेशी सामग्री को प्राप्त करने का एक कम या ज्यादा विशाल तरीका थर्मल रिएक्टर में हेफ़नियम -177 न्यूट्रॉन के साथ विकिरण है। अधिक सटीक रूप से, यह देखा गया - जब तक वैज्ञानिकों ने गणना नहीं की कि 1 किलो प्राकृतिक हेफ़नियम (आइसोटोप 177 के 20% से कम युक्त) से इस तरह के रिएक्टर में एक वर्ष के लिए, आप केवल 1 माइक्रोग्राम उत्साहित आइसोमर (की रिहाई) प्राप्त कर सकते हैं यह राशि एक अलग समस्या है)। एक बात मत कहो, बड़े पैमाने पर उत्पादन! लेकिन एक छोटे से वारहेड का द्रव्यमान कम से कम दसियों ग्राम होना चाहिए … यह पता चला कि ऐसा गोला बारूद "सोना" भी नहीं निकला, बल्कि सीधा "हीरा" …

वैज्ञानिक बंद

लेकिन जल्द ही यह दिखाया गया कि ये कमियां निर्णायक भी नहीं थीं। और यहां बात प्रौद्योगिकी की अपूर्णता या प्रयोगकर्ताओं की अपर्याप्तता में नहीं है।इस सनसनीखेज कहानी में अंतिम बिंदु रूसी भौतिकविदों द्वारा रखा गया था। 2005 में, मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूक्लियर फिजिक्स के एवगेनी टकल्या ने उसपेखी फ़िज़िचेस्किख नौक नामक पत्रिका में प्रकाशित किया, जिसका शीर्षक था "परमाणु आइसोमर 178m2Hf और एक आइसोमर बम का प्रेरित क्षय"। लेख में, उन्होंने हेफ़नियम आइसोमर के क्षय में तेजी लाने के सभी संभावित तरीकों की रूपरेखा तैयार की। उनमें से केवल तीन हैं: नाभिक के साथ विकिरण की बातचीत और एक मध्यवर्ती स्तर के माध्यम से क्षय, इलेक्ट्रॉन खोल के साथ विकिरण की बातचीत, जो तब उत्तेजना को नाभिक में स्थानांतरित करती है, और सहज क्षय की संभावना में परिवर्तन।

इन सभी विधियों का विश्लेषण करने के बाद, Tkalya ने प्रदर्शित किया कि एक्स-रे विकिरण के प्रभाव में एक आइसोमर के आधे जीवन में प्रभावी कमी आधुनिक परमाणु भौतिकी में अंतर्निहित संपूर्ण सिद्धांत का गहराई से खंडन करती है। यहां तक कि सबसे सौम्य मान्यताओं के साथ, प्राप्त मूल्य कोलिन्स द्वारा रिपोर्ट किए गए परिमाण की तुलना में छोटे परिमाण के आदेश थे। तो हेफ़नियम आइसोमर में निहित विशाल ऊर्जा की रिहाई में तेजी लाने के लिए अभी भी असंभव है। कम से कम वास्तविक जीवन की तकनीकों की मदद से।