Физики превратили алмаз в жидкость
Алмаз превратили в "лужицу", обстреляв микроснарядами. Внизу: Z-машина за работой (иллюстрация с сайта physorg.com и Randy Montoya/Sandia National Laboratories).
Этот удивительный "фокус" экспериментаторы из американской национальной лаборатории Сандия (Sandia National Laboratories) проделали для того, чтобы лучше понять поведение капсул с термоядерным горючим, которые предполагается применять в реакторах ядерного синтеза, основанных на ударном сжатии со всех сторон маленьких шариков с дейтерием.
Оболочку топливных капсул предполагается делать из разных материалов, в том числе - из алмазов. В пользу алмазной оболочки приводится ряд доводов.
Физики знают, что твёрдый алмаз может равномерно передавать внешнее давление своей начинке - термоядерному горючему. При гигантском давлении - свыше 10 миллионов атмосфер - алмаз становится жидкостью, которая так же равномерно передаёт давление в центр капсулы.
Но вот в диапазоне между 6,9 и 10,4 миллионами атмосфер, когда часть капсулы может быть уже жидкой, а часть - всё ещё твёрдой, поведение её оставалось загадкой для учёных. А в этот момент внутри капсулы может создаться некоторая нестабильность, что недопустимо при работе реактора. Ведь для подрыва микроскопической порции термоядерного заряда требуется очень равномерное обжатие его со всех сторон.
Даже компьютерное моделирование не слишком-то прояснило этот вопрос. Потому физики решили реально превратить алмазные шарики в жидкость и посмотреть на их поведение (в частности - измерить скорость звука внутри материала и выяснить её зависимость от давления).
В этих удивительных опытах была задействована Z-машина (Z Machine), на которой, кстати, было достигнуто рекордное для твёрдого тела ускорение - 10 миллиардов g.
Z-машина ускоряла крошечные пластинки примерно до 15-20 километров в секунду и направляла их в алмаз. А ударные волны в кристалле поднимали в нём давление до тех самых 10 с лишним миллионов атмосфер.
Читайте о том, как физики впервые получили твёрдый сплав молекулярного водорода и молекулярного кислорода, а также о кристаллическом красном кислороде.
|
