Lehetetlennek tűnő kristályt hozott létre az első atomrobbantás

Egy új tanulmány alapján különleges kristályt hozott létre az emberiség történetének első atomrobbantása – számol be a ScienceAlert. A híres-hírhedt Trinity-kísérletet 1945. július 16-án hajtották végre Új-Mexikóban, a The gadget (A szerkentyű) néven futó eszköz egy plutóniumbomba volt. A detonáció örökre megváltoztatta a történelmet, és előkészítette a Hirosima és Nagaszaki elleni atomcsapásokat.

Luca Bindi, a Firenzei Egyetem geológusa és kollégái a közelmúltban olyan különleges kristályt azonosítottak a robbanás nyomán keletkezett olvadt anyagban, amely normális földi körülmények között gyakorlatilag nem jöhetne létre. A csapat a detonációhoz köthető üvegszerű anyagot, az úgynevezett trinititet elemezték, ez akkor keletkezett, amikor a robbanás hője – amely helyenként meghaladta az 1500 Celsius-fokot – megolvasztotta a sivatagi homokot, az aszfaltot, valamint a teszttorony és a mérőberendezések rézalkatrészeit.

A detonáció ereje mintegy 21 kilotonna TNT-nek felelt meg, és teljesen elpárologtatta a 30 méter magas acéltornyot. A kialakuló tűzgömb a környező anyagokat is magába szívta, majd az olvadt keverék gyors lehűléssel szilárdult meg.

Mi az a klatrát?

Ebben az extrém környezetben olyan ásványi szerkezetek jöttek létre, amelyek természetes körülmények között szinte lehetetlenek. A szakértők már korábban is találtak különleges kvázikristályokat a trinitit ritka, vörös formájában, most azonban egy még szokatlanabb képződményt azonosítottak: egy úgynevezett klatrátot.

Segítsd te is a National Geographic munkáját! A Google új, Preferred Sources funkciója lehetővé teszi, hogy a Google-fiókkal rendelkező felhasználók megjelöljék preferált, megbízható hírforrásaikat. Magazinunk számára nagy segítséget jelentene, ha minél többen a National Geographicot is ezek közé választanák.

Ha támogatnád munkánkat, jelentkezz be Google-fiókodba, majd az alábbi linkre kattintva jelöld meg a National Geographic oldalát preferált forrásként!

A klatrátok olyan kristályszerkezetek, amelyekben az atomok ketrecszerű rácsot alkotnak, és ebben más atomokat ejtenek csapdába. Az ilyen szervetlen klatrátok rendkívül ritkák a természetben, mert kialakulásukhoz nagyon speciális körülmények szükségesek.

A Trinity-robbantás pontosan ilyen környezetet teremtett: extrém nyomást, hirtelen hőmérséklet-emelkedést, majd villámgyors lehűlést. A kutatók szerint ez lehetővé tette, hogy az atomok rövid időre szokatlan konfigurációkba rendeződjenek, amelyek aztán „befagytak” az anyag szerkezetébe.

Kvázikristály és klatrát egy helyen

A vizsgálatok során röntgendiffrakciós módszerrel elemezték a vörös trinitit egy apró, rézben gazdag zárványát. Ebben egy különleges, köbös szerkezetű klatrátot találtak, amelyben szilíciumatomokból álló ketrecek zárnak magukba kalciumatomokat. A mintában kisebb mennyiségben rezet és vasat is észleltek.

Ez az első alkalom, hogy klatrátot mutattak ki nukleáris robbanás termékei között. A csapat szerint különösen izgalmas, hogy ugyanabban a mintában kvázikristály és klatrát is jelen van. Mivel mindkét szerkezet hasonló extrém körülmények között keletkezik, felmerült, hogy kapcsolat lehet közöttük, a matematikai modellezések azonban mást mutattak.

A vizsgálat nemcsak ásványtani szempontból fontos. Az ilyen különleges kristályok segíthetnek jobban megérteni a nukleáris robbantások során lezajló folyamatokat, sőt új igazságügyi módszereket is kínálhatnak atomkísérletek nyomainak vizsgálatához.