Indusert gamma-utslipp

Den induserte gamma-utslipp er et kontroversielt fysisk fenomen bestående av utslipp av y-stråler fra en kjernefysisk isomer under en isomer overgang i kjernen utløst av en ytre eksitasjon , på en måte som er sammenlignbar med fluorescensen til noe karbon som elektronet avgir elektromagnetisk stråling etter mottar en ikke-termisk eksitasjon.

Generelt betegnet IGE med henvisning til den engelske betegnelsen "  Induced Gamma Emission  ", dekker indusert gamma-utslipp faktisk to forskjellige fenomener:

  1. Muligheten for å stimulere en atomkjerne X ved å underkaste den en strøm av energiske fotoner (flere hundre kiloelektronvolter ), som kan skrives X (γ, γ ') m X; denne kjernen avgir deretter sin eksitasjonsenergi på nytt i form av γ-stråler ved avspenning mot bakken .
  2. Muligheten for å utløse tilbakeføringen til grunntilstanden ved ekstern stimulering, typisk innfallende røntgenstråling , som vil gjøre det mulig å frigjøre eksitasjonsenergien til de nukleære isomerene etter ønske  ; dette kan skrives m X (γ, γ ') X, det vil si den omvendte reaksjonen til den forrige.

Hvis det første fenomenet er godt dokumentert i dag, forblir det andre gjenstand for bitre debatter, langt fra å bli bestemt da innsatsen gjelder strategiske områder: i tillegg til muligheten for å lagre energi med en eksepsjonell tetthet som ville revolusjonere mange eksisterende teknologier, ville det tillater også design av nye masseødeleggelsesvåpen som er mye mer kompakte og dødelige enn de som er tilgjengelige for øyeblikket.

IGE gjelder på forhånd alle eksisterende kjernefysiske isomerer (vi vet om 800 av dem), men bare noen få har tilstrekkelig stabilitet til å vurdere anvendelser av dette fenomenet: det er først og fremst hafnium 178m2 , intensivt studert for mulige militære anvendelser, samt 180m1 tantal , den eneste kjente stabile kjernefysiske isomeren ( halveringstiden er minst 10-15 år) og er tilstede i det naturlige miljøet (den utgjør 0,012% naturlig tantal ).

Andre isomerer (sink 66m, platina 186m, osmium 187m) blir noen ganger nevnt.

Oppdagelsen av fenomenet

Den første observasjonen av eksitasjonen av en atomkjerne indusert av elektromagnetisk stråling dateres tilbake til 1939 på indium. Den observerte reaksjonen viste dannelsen av 115m- isomeren fra 115- in- isotopen under påvirkning av stråling: denne isomeren, preget av en eksitasjonsenergi på 336,24 keV og en spinn på 1 / 2–, returnerer faktisk til bakken periode på 4,486 timer, lang nok til å tillate observasjon av denne reduksjonen under driftsforholdene til den tiden.

Hafnium-kontroversen på 178 m2

Anvendelsene av IGE ville være revolusjonerende hvis det ble vist at kinetikken til den isomere overgangen til grunntilstanden kunne moduleres ved anvendelse av stråling. Dette ville Carl B. Collins ha observert i 1999 med hafnium 178m2 utsatt for stråling fra en røntgenapparat . Han ville ha observert at i dette tilfellet vil hafnium avgi et utbrudd av γ-stråler som tilsvarer retur av disse kjernene til deres bakketilstand . Ettersom dette eksperimentet ikke kunne reproduseres av andre lag, ble disse observasjonene raskt omstridt. Et eksperiment som skulle avgjøre debatten ble gjennomført i 2003 på initiativ av Anthony Tether, daværende leder for DARPA , etter en økonomisk vurdering som fastslår levedyktigheten av å produsere 178m2 hafnium i tilstrekkelig mengde til militære formål - USA var da midt i en “  krig mot terror  ” etter angrepene 11. september 2001 . Resultatene av dette eksperimentet, kalt Triggered Isomer Proof (TRIP), ble aldri offentliggjort, men ville være positive, ifølge byrået.

Til dags dato støtter eller benekter forskjellige publikasjoner fenomenet IGE, slik at det fortsatt er vanskelig å bestemme dette emnet mellom et muligens reelt fysisk fenomen på den ene siden og på den annen side en mulig mystifisering av et militærindustrielt kompleks. engstelig for å se seg selv blokkerte kreditter.

Mulige bruksområder

I tillegg til den teoretiske muligheten for å produsere masseødeleggelsesvåpen med en dødelighet som er mye større enn for konvensjonelle atomvåpen , ville IGE også gjøre det mulig å frigjøre nok kraft til å sette i gang kjernefusjon i nye termonukleære bomber med reduserte dimensjoner og blottet for spaltbart materiale .

På det sivile feltet er det fremfor alt fra synspunktet til energilagring at denne typen teknologi ville være av stor interesse, idet energitettheten til denne typen materiale ikke er i all proporsjon til den som er tilgjengelig for øyeblikket.

Merknader og referanser

  1. B. Pontecorvo og A. Lazard, CR Acad. Sci. 208 , 99 (1939)
  2. Carl B. Collins et al. , “Første eksperimentelle bevis på indusert gammamisjon fra en langlevd Hafnium-178 isomer som viser en svært effektiv røntgen til gammastråleomdannelse”, Phys. Rev. Lett. 82 , 695 (1999).
  3. Han forlot henne 20. februar 2009.
  4. Det vitenskapelige samfunnet er delt, men generelt skeptisk.

Se også

Eksterne linker