Nous sommes tous en danger, chacun de nous possède à la maison (dans nos poches, au travail) des bombes portatives qui peuvent causer des dommages graves, voire la mort. Il s’agit d’une technologie d’assemblage dangereuse, qui est devenue une norme pour le monde entier et qui n’effraie pas du tout la société.
Batterie Li-ion
Aujourd’hui, nous utilisons tous de nombreux appareils différents et innovations techniques alimentés par des batteries lithium-ion. Il s'agit d'un type de batterie électrique qui se distingue des autres vecteurs énergétiques similaires par sa polyvalence, sa densité énergétique élevée et sa facilité d'entretien.
Malgré leurs caractéristiques positives, ces batteries constituent une certaine menace. Les batteries de ce type peuvent exploser, endommager ou détruire des biens et, pire encore, causer de graves dommages à la santé, voire la mort.
Néanmoins, les batteries lithium-ion sont largement utilisées dans divers domaines de la vie humaine. Ce type de vecteur énergétique se retrouve dans les voitures, les avions et, surtout, dans les smartphones et les tablettes, que la majorité des gens utilisent quotidiennement et de manière continue. En gros, comme évoqué plus haut, toute société moderne comporte avec elle des éléments qui peuvent être activés en cas d'oubli, d'accident malheureux ou du fait de la négligence du constructeur.
Causes possibles d'explosion de la batterie
Les batteries au lithium ont été testées au fil du temps et sont considérées comme relativement sûres si vous suivez toutes les recommandations du fabricant, mais à quelle fréquence prend-on la peine de lire les instructions ? Toute violation peut entraîner des conséquences désastreuses. Par exemple, un changement soudain de température, qui est l’une des raisons les plus courantes de panne des batteries. Dans ce cas, la batterie lithium-ion commence à produire du gaz, la batterie devient nettement plus lourde et, dans de rares cas, une fuite peut être détectée. Ces deux symptômes constituent une raison pour arrêter immédiatement d'utiliser l'appareil, débrancher la batterie et la mettre au rebut de manière appropriée. Outre les conditions thermiques changeantes, il existe un certain nombre d’autres causes courantes d’explosion de batterie sur lesquelles il convient de se concentrer.
Impact physique et réparations artisanales
Tout dommage, flexion ou impact peut provoquer une surchauffe de la batterie, provoquant une explosion. Il en va de même pour les crevaisons qui accompagnent souvent les travaux de réparation.
Les « touche-à-tout » ont souvent recours à la réparation de tout et de rien sans faire appel à des professionnels. Peut-être que les nouvelles expériences sont formidables, les gens développent leurs compétences et économisent de l'argent, mais lorsqu'il s'agit de batteries au lithium, vous devriez oublier vos « compétences », car vous ne pouvez pas démonter et réparer les batteries lithium-ion. Il en va de même pour les petites « tentes » situées dans les centres commerciaux et chargées de réparer divers types d’appareils électroniques.
Décharge excessive et usure
Aussi ironique que cela puisse paraître, même si une batterie lithium-ion est laissée seule, elle reste dangereuse car elle peut consommer une masse critique de charge. Habituellement, dans de tels cas, la batterie tombe en panne et cesse de fonctionner, mais la stupidité et le courage humains n’ont pas de limites. De nombreuses tentatives ont été enregistrées pour redonner vie à une batterie complètement morte simplement en la mettant en charge (avec ou sans appareil fonctionnel). Dans les deux cas, la batterie peut tomber en court-circuit, chauffer instantanément jusqu'à la température de combustion et s'enflammer.
Tout comme une vieille armoire peut s’effondrer à tout moment, une vieille batterie peut surchauffer. Au fur et à mesure de son utilisation, il s’use, perd du volume et certaines pièces s’abîment. Il viendra un moment où les modifications physiques apportées à la batterie devront être remplacées.
Scandale du Galaxy Note 7
L'effondrement de batterie le plus mondial (sur le marché des appareils mobiles) s'est produit en 2016, parallèlement à la sortie d'un smartphone de Samsung. Jusqu’à cette date désormais emblématique, l’explosion d’une batterie de téléphone était perçue comme un accident rare et improbable. À l'été 2016, lorsque les médias ont rapporté plus de 35 cas d'explosion de smartphones Galaxy Note 7 en une semaine, tout a changé.
Soit dit en passant, le Note 7 a été reçu de manière très positive, l'appareil a plu à absolument tout le monde, mais, en essayant de dépasser ses concurrents, Samsung a mal calculé et s'est sérieusement installé. Début septembre, les représentants officiels de la société coréenne ont annoncé le lancement d'une campagne mondiale de retour des gadgets défectueux. Ils ont proposé d'échanger les téléphones contre le même modèle, mais apparemment d'un nouveau lot. Moins de quelques jours plus tard, la situation s’est répétée à une nouvelle ampleur. Les gens ont commencé à se tourner encore plus souvent vers Samsung, les voitures ont commencé à brûler, les biens ont commencé à se détériorer, les gens ont souffert et ont été gravement brûlés. À un moment donné, les Coréens ont fait marche arrière et ont décidé d'arrêter de vendre et d'assembler le téléphone.
Causes des problèmes avec Galaxy Note 7
Plus de six mois plus tard, en janvier 2017, l'entreprise n'a fait aucun commentaire clair sur l'incident. De nombreux analystes et personnes proches des activités de l'entreprise affirment que les ingénieurs de l'entreprise sont incapables de reproduire l'explosion en laboratoire.
Les organisations indépendantes ont tendance à croire que l'explosion est due à des problèmes avec le contrôleur de puissance. La conception complexe (dense) du smartphone, comprenant un écran incurvé, provoquait un contact entre deux parties de la batterie : la cathode et l'anode, ce qui, à son tour, entraînait un échauffement excessif. Une batterie au lithium a toujours tendance à monter en température, c'est normal, mais le constructeur aurait dû veiller à ce qu'à un certain moment le smartphone soit privé d'alimentation. Malheureusement, cela ne s'est pas produit. Et quelle que soit la prudence des utilisateurs avec leur Samsung, l’explosion de la batterie est devenue un problème répandu qui touche tout le monde sans exception.
Conséquences pour l'entreprise
Pour comprendre comment un tel incident s’est déroulé pour l’entreprise, il suffit de se mettre à leur place. Que pensera le consommateur d’un produit devenu soudain la risée et une menace pour sa vie ? Très probablement, il l'évitera. Mais une chose est une réputation qui est là aujourd'hui, disparue demain, et après-demain à nouveau des faits réels en sont une autre. L'entreprise a subi des pertes assez graves et significatives pour la division mobile - 22 milliards de dollars. Les téléphones ont été empêchés à distance de se charger pour éviter de nouvelles explosions.
Pour le moment, le téléphone n'est pas produit, la société mène une enquête et on ne peut qu'espérer que l'explosion de la batterie du Samsung Note 7 servira aux Coréens de leçon qui les rendra plus forts.
Coques iPhone explosives
Malgré sa position particulière sur le marché des smartphones et le niveau minimum de défauts, même un smartphone Apple peut se transformer en bombe improvisée. L'un des cas les plus récents a été l'explosion d'un nouveau produit d'Apple, le smartphone iPhone 7, que l'un des fans aurait commandé sur Internet, mais aurait reçu un gadget déjà explosé.
Il n'y a eu aucune confirmation concernant la combustion spontanée de l'iPhone, et cet incident a été considéré comme une rumeur habituelle. Heureusement pour les propriétaires de nouveaux smartphones californiens, l'explosion de la batterie de l'iPhone n'était que l'une des rares causées par une mauvaise utilisation (dans ce cas, un impact physique excessif), et non par un problème généralisé.
D'autres cas signalés d'explosions d'iPhone étaient le résultat d'un court-circuit provoqué par un appareil tiers.
Comment éviter une explosion ?
La chose la plus simple qu'un utilisateur puisse faire est de consulter les instructions au moins une fois dans sa vie et de découvrir à quel point la batterie d'un smartphone est dangereuse et quels types de soins elle nécessite.
Vous devez toujours respecter strictement le régime de température et ne pas laisser votre smartphone trop longtemps exposé à la lumière directe du soleil. Vous ne pouvez pas retirer indépendamment la batterie des smartphones où cette option n'est pas proposée par le fabricant (nous parlons de gadgets à corps monolithique).
Privilégiez les appareils qui ont au moins un nom, qui ont fait leurs preuves et évitez d'acheter impulsivement les nouveaux produits les plus « top ».
L'essentiel est de comprendre qu'une explosion d'une batterie au lithium est réelle et très dangereuse ; si possible, ne laissez pas les gadgets en charge sans surveillance, qui sait à quel moment la technologie tombera en panne et un incendie se produira.
Et après?
En termes de technologie, les batteries au lithium constituent l’option la moins chère, mais aussi la plus économe en énergie, pour les appareils mobiles et autres appareils électroniques. Bien entendu, ce type de batterie reste prioritaire.
Ils peuvent la remplacer. Malgré son nom terrible, ce type de batterie est totalement inoffensif pour les humains et permettra au gadget de vivre avec une seule charge plusieurs fois plus longtemps qu'aujourd'hui. Malheureusement, le développement dans ce domaine se fait plutôt lentement et il ne faut pas s'attendre à des progrès dans un avenir proche. Peut-être que l'explosion de la batterie du Samsung Note 7 ne sera pas vaine et obligera les ingénieurs travaillant dans le domaine des technologies de l'information à se dépêcher.
Dans la section sur la question Comment faire exploser une voiture ? Est-ce réaliste pour une fille faible ? 😉 donné par l'auteur Polinotchka la meilleure réponse est Oui, vraiment, ce n’est pas nécessaire.
Réponse de entraînant[débutant]
Stupide dégénéré
Réponse de caucasien[gourou]
Je NiH.... RA Je ne comprends pas partir en vacances ou faire exploser la voiture - c'est à vous de décider !
Réponse de Yania Odintsova[gourou]
Espèce de femme stupide ! Si j'étais l'homme, je t'aurais tué sur le coup pour la voiture...
Réponse de Première classe[gourou]
L'essence réagit (avec un énorme dégagement de chaleur) avec le manganèse. (chimie, 7e) Mais le conseil d'Igor est bon, il faut le mettre dans un préservatif pour avoir le temps de s'évader ! Mais est-ce que ça en vaut la peine? Ensuite, du coup, il n'y a pas toujours une procédure agréable pour communiquer avec les forces de l'ordre et une visite, hélas pas une excursion, dans les merveilleux établissements de l'UINA !
Réponse de Utilisateur supprimé[expert]
Il vaut mieux ne rien faire, vous serez plus intelligent !
Réponse de Sofia $$$$$[actif]
Mieux qu'un kilo de sucre, laisse-le danser dans son réservoir d'essence
Réponse de Igor Mochalov[gourou]
Cela n'explosera peut-être pas, mais vous pouvez complètement endommager le moteur... un préservatif avec du permanganate de potassium dans le réservoir d'essence - et le tour est joué. Je ne me souviens tout simplement pas de quel article relèvent les dommages causés à la propriété de quelqu'un d'autre et combien ils donnent pour cela...
Réponse de Victor Ivanov[gourou]
non, ce sera pire pour toi, sinon étudie la chimie
Réponse de Vladimir Aronov[gourou]
Eh bien, prenez la ceinture suicide, enroulez-la autour de vous et sautez sous les roues. C'est ainsi que les chars ont été arrêtés pendant la guerre, pas seulement les voitures.
Réponse de Pavel Bobrakov[débutant]
Ecoute, tu en as besoin, tu ferais mieux de le prendre et de regarder sur le côté avec un clou et voir s'il se détache
Réponse de thème du visage[gourou]
Vous souffrez tous de votre ex...
Marquez-le !
On sait que le personnage du film de Quentin Tarantino est plus simple qu'une personne ordinaire et est un sac en cuir rempli de sang sous une légère pression. De la même manière, les réalisateurs de films d'action simplifient la structure interne de toute munition : dans leur version, une grenade à main ou une mine est simplement un explosif dans un mince boîtier métallique.
Par conséquent, un tir sur une grenade ou une mine entraîne une explosion spectaculaire dans laquelle tous les principaux méchants sont brûlés. Cela s'est produit, par exemple, dans le septième film de la saga sans fin Fast and Furious, lorsque Vin Diesel a mis un sac de grenades à main dans un hélicoptère avec des méchants, puis a tiré dans ce sac. Tout a disparu dans un nuage orange chaud. Ne gardez pas de grenades à la maison, comme nous le dit le réalisateur : une balle perdue et la maison restera intacte.
En fait, une grenade moderne est un peu plus compliquée : elle comporte toute une chaîne de dispositifs dont la tâche principale est de s'assurer que tout explose en cas de besoin, et s'il s'agit de munitions à main, alors elle aura certainement un mécanisme qui assure une détonation retardée.
Vous tirez sur la goupille et relâchez l'agrafe. Le ressort pré-armé se déclenche et brise l'amorce fragile - mais ce n'est pas encore l'explosion d'une grenade. Lorsqu'il est allumé, le contenu de la capsule n'enflamme que le tube d'allumage, qui couve pendant plusieurs secondes. Enfin, l'étincelle atteint le détonateur (un petit récipient contenant un liquide détonant), qui explose lorsqu'il est chauffé. Cette (petite) explosion est suivie d'une grande - c'est la détonation de la composition B. C'est pour cela que tout a commencé.
Cela semblerait une excellente idée de contourner toutes ces préparations et de simplement tirer avec la grenade, en transférant l'énergie cinétique de la balle directement à la composition B. Le seul problème est que la composition B (un mélange d'hexogène et de trinitrotoluène) est spécialement conçue pour résister détonation suite à un léger choc, échauffement... même suite à un tir d'une petite arme à main. Il s'agit d'une propriété utile pour un liquide utilisé comme charge d'initiation dans une bombe atomique - à savoir, la composition B a été utilisée dans les premières bombes américaines, notamment la Fat Man tombée sur Nagasaki. Le trinitrotoluène est particulièrement résistant : il a été conçu pour qu'il n'explose pas en vain sous les tirs d'armes de petit calibre. En fait, un tel tir risque plus de rendre la grenade inutilisable que de la faire exploser. C'est difficile à croire, mais voici la vidéo pour le prouver :
Par conséquent, les forces de l'ordre peuvent tirer sur des terroristes armés - à condition, bien entendu, que ces derniers ne soient pas armés de bombes artisanales et de TNT pur, mais de munitions standardisées en usine.
Bien entendu, tout ce qui a été décrit ci-dessus ne signifie pas que tirer sur des mines et des grenades constitue un divertissement sûr. Il y a toujours un risque qu'un tir brise l'amorce ou touche directement le détonateur. De plus, sur la base de tout ce qui précède, vous ne devriez pas expérimenter le sciage ou le soudage de projectiles. Nous voulions juste dire qu'être le personnage de Vin Diesel dans la vraie vie n'est pas si facile.
Modéliser une situation de naissance d’une supernova n’est pas une tâche facile. Au moins jusqu’à récemment, toutes les expériences ont échoué. Mais les astrophysiciens ont quand même réussi à faire exploser l’étoile.
11 novembre 1572, l'astronome Tycho Brahe ( Tycho Brahé) a remarqué une nouvelle étoile dans la constellation de Cassiopée, brillante aussi brillante que Jupiter. C’est peut-être à ce moment-là que la croyance selon laquelle les cieux étaient éternels et immuables s’est effondrée et que l’astronomie moderne est née. Quatre siècles plus tard, les astronomes ont réalisé que certaines étoiles, devenant soudainement des milliards de fois plus brillantes que d'habitude, avaient explosé. En 1934, Fritz Zwicky ( Fritz Zwicky) du California Institute of Technology les a appelés « supernovae ». Ils fournissent à l’espace de l’Univers des éléments lourds qui contrôlent la formation et l’évolution des galaxies et aident à étudier l’expansion de l’espace.
Zwicky et son collègue Walter Baade ( Walter Baade) suggère que la gravité fournit l'énergie nécessaire à l'explosion de l'étoile. Selon eux, l’étoile se contracte jusqu’à ce que sa partie centrale atteigne la densité d’un noyau atomique. Une substance qui s’effondre peut libérer une énergie potentielle gravitationnelle suffisante pour expulser ses restes. En 1960, Fred Hoyle ( Fred Hoyle) de l'Université de Cambridge et Willie Fowler ( Willy Fowler) de Caltech pensait que les supernovae ressemblaient à une bombe nucléaire géante. Lorsqu'une étoile comme le Soleil brûle son hydrogène, puis son hélium, l'oxygène et le carbone prennent leur tour. La synthèse de ces éléments permet non seulement une énorme libération d'énergie, mais produit également du nickel-56 radioactif, dont la désintégration pourrait expliquer la rémanence de l'explosion, qui dure plusieurs mois.
Les deux idées se sont avérées correctes. Certaines supernovae n'ont aucune trace d'hydrogène dans leur spectre (désignées de type I) ; Apparemment, la plupart d'entre eux ont eu une explosion thermonucléaire (type I). UN), et pour le reste (types I b et moi c) - l'effondrement d'une étoile qui a perdu sa couche externe d'hydrogène. Les supernovae dans lesquelles de l'hydrogène (type II) est détecté dans leur spectre apparaissent également à la suite d'un effondrement. Les deux phénomènes transforment l’étoile en un nuage de gaz en expansion et l’effondrement gravitationnel conduit à la formation d’une étoile à neutrons super dense ou même d’un trou noir. Les observations, notamment de la supernova 1987A (Type II), soutiennent la théorie proposée.
Cependant, l’explosion d’une supernova reste l’un des principaux problèmes de l’astrophysique. Les modèles informatiques ont du mal à le reproduire. Il est très difficile de faire exploser une étoile (ce qui est déjà bien en soi). Les étoiles sont des objets autorégulés qui restent stables pendant des millions et des milliards d’années. Même les étoiles mourantes ont des mécanismes d’atténuation, mais pas d’explosion. Pour reproduire ces derniers, il fallait des modèles multidimensionnels dont le calcul dépassait les capacités des ordinateurs.
L'explosion n'est pas facile
Les naines blanches sont les restes inactifs d’étoiles semblables au Soleil qui se refroidissent et s’estompent progressivement. Elles peuvent exploser sous forme de supernovae de type I un. Cependant, selon Hoyle et Fowler, si une naine blanche orbite autour d'une autre étoile sur une orbite proche, elle peut accumuler (aspirer) la matière de sa compagne, augmentant ainsi sa masse, sa densité centrale et sa température à un point tel qu'une fusion explosive du carbone est possible. possible et de l'oxygène.
Les réactions thermonucléaires devraient se comporter comme un feu ordinaire. Le front de combustion peut se propager à travers l'étoile, laissant derrière lui des « cendres nucléaires » (principalement du nickel). À chaque instant, les réactions de fusion doivent se produire dans un petit volume, principalement dans une fine couche à la surface de bulles remplies de « cendres » et flottant dans les profondeurs de la naine blanche. En raison de leur faible densité, les bulles peuvent flotter à la surface de l'étoile.
Mais la flamme thermonucléaire s’éteindra à mesure que la libération d’énergie provoquera l’expansion et le refroidissement de l’étoile, éteignant ainsi sa combustion. Contrairement à une bombe classique, l’étoile ne possède pas d’enveloppe limitant son volume.
De plus, il est impossible de recréer une explosion de supernova en laboratoire ; elle ne peut être observée que dans l’espace. Notre équipe a réalisé des simulations rigoureuses à l'aide d'un supercalculateur IBM p690. Le modèle numérique de l'étoile était représenté par une grille de calcul comportant 1024 éléments de chaque côté, ce qui permettait de résoudre des détails de plusieurs kilomètres. Chaque ensemble de calcul nécessitait plus de 10 à 20 opérations arithmétiques ; Seul un supercalculateur pourrait faire face à une telle tâche, effectuant plus de 10 11 opérations par seconde. Au final, tout cela a pris près de 60 années-processeur. Diverses astuces informatiques qui simplifient le modèle et sont utilisées dans d'autres domaines scientifiques ne sont pas applicables aux supernovae avec leurs flux asymétriques, leurs conditions extrêmes et leur énorme plage spatiale et thermique. La physique des particules, la physique nucléaire, la dynamique des fluides et la relativité sont des domaines très complexes et les modèles de supernova doivent les traiter simultanément.
Sous la capuche
La solution est venue d’une direction inattendue : en étudiant le fonctionnement d’un moteur de voiture. Le mélange de l'essence et de l'oxygène et leur allumage créent des turbulences qui, à leur tour, augmentent la surface de combustion et la déforment intensément. Dans ce cas, le taux de combustion du carburant, proportionnel à la surface de combustion, augmente. Mais une étoile est aussi turbulente. Les flux de gaz parcourent d’énormes distances à des vitesses élevées, de sorte que la moindre perturbation transforme rapidement un écoulement calme en écoulement turbulent. Dans une supernova, les bulles chaudes qui s'élèvent doivent mélanger la matière, provoquant une propagation si rapide de la combustion nucléaire que l'étoile n'a pas le temps de se réorganiser et d'« éteindre » la flamme.
Dans un moteur à combustion interne fonctionnant correctement, la flamme se propage à une vitesse subsonique, limitée par le taux de diffusion de la chaleur à travers la substance. Ce processus est appelé déflagration ou combustion rapide. Dans un moteur « de tir », la flamme se propage à une vitesse supersonique sous la forme d'une onde de choc, balayant le mélange oxygène-carburant et le comprimant (détonation). Une flamme thermonucléaire peut également se propager de deux manières. La détonation peut brûler complètement une étoile, ne laissant que les éléments les plus « ininflammables », comme le nickel et le fer. Cependant, dans les produits de ces explosions, les astronomes trouvent une grande variété d’éléments, dont le silicium, le soufre et le calcium. Par conséquent, la combustion nucléaire se propage, au moins dans un premier temps, sous forme de déflagration.
Ces dernières années, des modèles fiables de déflagration thermonucléaire ont été développés. Des chercheurs de l'Université de Californie (Santa Cruz), de l'Université de Chicago et de notre groupe se sont appuyés sur des programmes créés pour étudier la combustion chimique et même pour les prévisions météorologiques. La turbulence est un processus fondamentalement tridimensionnel. Dans une cascade turbulente, l’énergie cinétique est redistribuée des grandes aux petites échelles et est finalement dissipée sous forme de chaleur. Le flux original est divisé en parties de plus en plus petites. La modélisation doit donc nécessairement être tridimensionnelle.
Le modèle de supernova ressemble à un champignon : des bulles chaudes s'élèvent dans un environnement en couches, ridées et étirées par les turbulences. L'augmentation de la vitesse des réactions nucléaires, renforcée par celle-ci, conduit en quelques secondes à la destruction de la naine blanche, dont les restes s'envolent à une vitesse d'environ 10 000 km/s, ce qui correspond à l'image observée.
Mais on ne sait toujours pas pourquoi une naine blanche s’enflamme. De plus, la déflagration devrait éjecter la majeure partie de la matière de la naine inchangée, et les observations indiquent que seule une petite partie de l'étoile est inchangée. L'explosion est probablement causée non seulement par une combustion rapide, mais aussi par une détonation et est à l'origine des supernovae de type I. un- non seulement l'accrétion de matière sur une naine blanche, mais aussi la fusion de deux naines blanches.
Tombe gravitationnelle
Un autre type de supernova, provoqué par l’effondrement d’un noyau stellaire, est plus difficile à expliquer. D'un point de vue observationnel, ces supernovae sont plus diverses que les supernovae thermonucléaires : certaines contiennent de l'hydrogène, d'autres non ; certains explosent dans le milieu interstellaire dense, d’autres dans l’espace presque vide ; certains libèrent d’énormes quantités de nickel radioactif, d’autres non. L'énergie d'éjection et le taux d'expansion varient également. Les plus puissantes d'entre elles produisent non seulement une explosion de supernova classique, mais aussi un sursaut gamma de longue durée (voir : N. Gehrels, P. Leonard et L. Piro. Les explosions les plus brillantes de l'Univers // VMN, No. 4, 2003). Cette hétérogénéité des propriétés est l’un des nombreux mystères. Les supernovae d’effondrement du noyau sont des candidats privilégiés pour la formation des éléments les plus lourds, comme l’or, le plomb, le thorium et l’uranium, qui ne peuvent se former que dans des conditions particulières. Mais personne ne sait si de telles conditions se produisent réellement dans une étoile lorsque son noyau explose.
Bien que l’idée de l’effondrement semble simple (la compression du noyau libère de l’énergie de liaison gravitationnelle, qui éjecte les couches externes de matière), il est difficile de comprendre le processus en détail. À la fin de sa vie, une étoile d’une masse supérieure à 10 masses solaires développe une structure en couches ; des couches d’éléments de plus en plus lourdes apparaissent avec la profondeur. Le noyau est composé principalement de fer et l'équilibre de l'étoile est maintenu par la répulsion quantique des électrons. Mais finalement, la masse de l'étoile supprime les électrons, qui sont concentrés dans les noyaux atomiques, où ils commencent à réagir avec les protons et forment des neutrons et des neutrinos électroniques. À leur tour, les neutrons et les protons restants se rapprochent jusqu’à ce que leur propre force répulsive prenne effet et arrête l’effondrement.
A ce moment, la compression s'arrête et est remplacée par une expansion. La matière, entraînée en profondeur par la gravité, commence à s'écouler partiellement. Dans la théorie classique, ce problème est résolu à l'aide d'une onde de choc, qui se produit lorsque les couches externes d'une étoile à vitesse supersonique entrent en collision avec un noyau qui a soudainement ralenti sa compression. L'onde de choc se déplace vers l'extérieur, comprimant et chauffant le matériau qu'elle frappe, tout en perdant son énergie et finissant par s'éteindre. Les simulations montrent que l'énergie de compression se dissipe rapidement. Alors, comment une étoile explose-t-elle ?
La première tentative pour résoudre le problème fut le travail de Stirling Colgate ( Stirling Colgate) et Richard Blanc ( Richard Blanc) 1966, et modèles informatiques ultérieurs de Jim Wilson ( Jim Wilson), créé par lui au début des années 1980, alors que tous trois travaillaient au Lawrence Livermore National Laboratory. Laurent. Ils ont suggéré que l’onde de choc n’est pas le seul vecteur d’énergie du noyau vers les couches externes de l’étoile. Il est possible que les neutrinos produits lors de l’effondrement jouent un rôle de soutien. À première vue, l'idée semble étrange : comme nous le savons, les neutrinos sont extrêmement inactifs, ils interagissent si faiblement avec d'autres particules qu'ils sont même difficiles à enregistrer. Mais dans une étoile qui s'effondre, ils ont plus qu'assez d'énergie pour provoquer une explosion, et dans des conditions de densité extrêmement élevée, ils interagissent bien avec la matière. Les neutrinos chauffent la couche autour du noyau de la supernova qui s'effondre, maintenant la pression dans l'onde de choc en décélération.
Supernova à effondrement du noyau
- Des supernovae d’un autre type se forment lorsque des étoiles dont la masse est supérieure à 8 masses solaires s’effondrent. Ils appartiennent au type I b, JE c ou II, selon les caractéristiques observées
- Une étoile massive en fin de vie possède une structure en couches de différents éléments chimiques
- Le fer ne participe pas à la fusion nucléaire, aucune chaleur n’est donc générée dans le noyau. La pression du gaz chute et le matériau situé au-dessus se précipite vers le bas
- En une seconde, le noyau se contracte et se transforme en étoile à neutrons. La matière qui tombe rebondit sur une étoile à neutrons et crée une onde de choc
- Des neutrinos jaillissent d'une étoile à neutrons nouveau-née, poussant une onde de choc irrégulière vers l'extérieur
- Une onde de choc traverse l’étoile et la déchire
Comme une fusée
Mais cette poussée supplémentaire est-elle suffisante pour entretenir la vague et achever l’explosion ? La modélisation informatique a montré que cela ne suffisait pas. Malgré le fait que le gaz absorbe et émet des neutrinos ; les modèles ont montré que les pertes dominent et que l'explosion échoue donc. Mais dans ces modèles, il y avait une simplification : l'étoile qu'ils contenaient était considérée comme étant à symétrie sphérique. Par conséquent, les phénomènes de grande dimension tels que la convection et la rotation ont été ignorés, qui sont très importants car les supernovae observées produisent un reste « hirsute » très non sphérique.
La modélisation multidimensionnelle montre que les neutrinos réchauffent le plasma autour du noyau de la supernova et y créent des bulles et des flux en forme de champignon. La convection transfère de l'énergie aux ondes de choc, les poussant vers le haut et provoquant une explosion.
Lorsque l'onde de souffle ralentit légèrement, les bulles de plasma chaud et en expansion, séparées par la matière froide qui s'écoule, fusionnent. Une ou plusieurs bulles se forment progressivement entourées de courants descendants. En conséquence, l’explosion devient asymétrique. De plus, l’onde de choc décélérée peut se déformer, et l’effondrement prend alors la forme d’un sablier. Une instabilité supplémentaire se produit lorsque l’onde de choc éclate et traverse les couches hétérogènes de l’ancêtre de la supernova. Dans ce cas, les éléments chimiques synthétisés au cours de la vie de l'étoile et lors de l'explosion sont mélangés.
Parce que les restes de l’étoile volent principalement dans une direction, l’étoile à neutrons centrale rebondit dans l’autre, comme une planche à roulettes qui recule lorsque vous en sautez. Notre modèle informatique montre une vitesse de rebond de plus de 1 000 km/s, ce qui correspond au mouvement observé de nombreuses étoiles à neutrons. Mais certaines d’entre elles se déplacent plus lentement, sans doute parce que les bulles n’ont pas eu le temps de fusionner lors de l’explosion qui les a formées. Un tableau unique se dessine, dans lequel les différentes variations résultent du même effet sous-jacent.
Malgré des réalisations importantes ces dernières années, aucun des modèles existants ne reproduit l'ensemble des phénomènes associés à une explosion de supernova et ne contient des simplifications. La version complète utiliserait sept dimensions : espace (trois coordonnées), temps, énergie des neutrinos et vitesse des neutrinos (décrite par deux coordonnées angulaires). De plus, cela doit être fait pour les trois types, ou saveurs, de neutrinos.
Mais une explosion peut-elle être déclenchée par divers mécanismes ? Après tout, un champ magnétique peut intercepter l’énergie de rotation d’une étoile à neutrons nouvellement formée et donner une nouvelle impulsion à l’onde de choc. De plus, il poussera la matière vers l’extérieur le long de l’axe de rotation sous la forme de deux jets polaires. Ces effets aideront à expliquer les explosions les plus puissantes. En particulier, les sursauts gamma peuvent être associés à des jets se déplaçant à une vitesse proche de la lumière. Peut-être que les noyaux de ces supernovae ne s’effondrent pas en étoile à neutrons, mais en trou noir.
Tandis que les théoriciens améliorent leurs modèles, les observateurs tentent d’utiliser non seulement le rayonnement électromagnétique, mais aussi les neutrinos et les ondes gravitationnelles. L'effondrement du noyau de l'étoile, son bouillonnement au début de l'explosion et sa possible transformation en trou noir entraînent non seulement une intense émission de neutrinos, mais ébranlent également la structure de l'espace-temps. Contrairement à la lumière, qui ne peut pas pénétrer les couches supérieures, ces signaux proviennent directement de l’enfer bouillonnant au centre de l’explosion. De nouveaux détecteurs de neutrinos et d'ondes gravitationnelles pourraient lever le rideau sur le mystère de la mort des étoiles.
Effet de réaction de supernova
Les observateurs se demandent pourquoi les étoiles à neutrons traversent la Galaxie à grande vitesse. De nouveaux modèles de supernova d’effondrement du noyau proposent une explication basée sur l’asymétrie interne de ces explosions
La modélisation montre que l'asymétrie se développe dès le début de l'explosion. De petites différences dans le début de l’effondrement stellaire entraînent de grandes différences dans le degré d’asymétrie
Supposons qu'une bombe nucléaire à faible puissance explose dans votre ville. Combien de temps devrez-vous vous cacher et où le faire pour éviter les conséquences sous forme de retombées radioactives ?
Michael Dillon, scientifique au Livermore National Laboratory, a parlé des retombées radioactives et des techniques de survie. Après de nombreuses études sur les retombées radioactives, l'analyse de nombreux facteurs et évolutions possibles, il élabore un plan d'action en cas de catastrophe.
Dans le même temps, le plan de Dillon s’adresse aux citoyens ordinaires qui n’ont aucun moyen de déterminer dans quelle direction le vent soufflera et quelle a été l’ampleur de l’explosion.
Petites bombes
La méthode de Dillon pour se protéger contre les retombées radioactives n'a jusqu'à présent été développée qu'en théorie. Le fait est qu'il est conçu pour de petites bombes nucléaires de 1 à 10 kilotonnes.
Dillon soutient que les bombes nucléaires sont désormais associées à la puissance incroyable et à la destruction qui auraient eu lieu pendant la guerre froide. Cependant, une telle menace semble moins probable que les attaques terroristes utilisant de petites bombes nucléaires, plusieurs fois inférieures à celles qui sont tombées sur Hiroshima, et tout simplement incomparablement inférieures à celles qui pourraient tout détruire en cas de guerre mondiale entre les pays.
Le plan de Dillon repose sur l'hypothèse que la ville a survécu à une petite bombe nucléaire et que ses habitants doivent désormais fuir les retombées radioactives.
Le diagramme ci-dessous montre la différence entre le rayon d’une bombe dans la situation examinée par Dillon et le rayon d’une bombe provenant d’un arsenal de la guerre froide. La zone la plus dangereuse est indiquée en bleu foncé (le psi est la norme livre/in2 utilisée pour mesurer la force d'une explosion, 1 psi = 720 kg/m2).
Les personnes situées à un kilomètre de cette zone d'explosion risquent de recevoir des doses de rayonnement et des brûlures. L’éventail des risques radiologiques d’une petite bombe nucléaire est bien plus restreint que celui des armes thermonucléaires de la guerre froide.
Par exemple, une ogive de 10 kilotonnes créerait une menace radiologique à 1 kilomètre de l’épicentre, et les retombées radioactives pourraient parcourir encore 10 à 20 milles. Il s’avère donc qu’une attaque nucléaire aujourd’hui n’entraîne pas la mort instantanée de tous les êtres vivants. Peut-être que votre ville s’en remettra.
Que faire si une bombe explose
Si vous voyez un flash lumineux, ne vous approchez pas de la fenêtre – vous pourriez vous blesser en regardant autour de vous. Comme pour le tonnerre et les éclairs, l’onde de souffle se propage beaucoup plus lentement que l’explosion.
Vous devrez désormais vous protéger contre les retombées radioactives, mais en cas de petite explosion, vous n'avez pas besoin de chercher un abri isolé spécial. Pour vous protéger, vous pouvez vous réfugier dans un immeuble ordinaire, il suffit de savoir lequel.
30 minutes après l'explosion, vous devriez trouver un abri adapté. En 30 minutes, tout le rayonnement initial de l'explosion disparaîtra et le principal danger sera les particules radioactives de la taille d'un grain de sable qui se déposeront autour de vous.
Dillon explique :
Si, lors d'une catastrophe, vous vous trouvez dans un abri précaire qui ne peut pas offrir une protection raisonnable, et que vous savez qu'un tel bâtiment n'existe pas dans les 15 minutes, vous devrez attendre une demi-heure puis aller le chercher. Assurez-vous d'être exempt de substances radioactives de la taille d'un sable avant d'entrer dans l'abri.
Mais quels bâtiments peuvent devenir un abri normal ? Dillon dit ce qui suit :
Il doit y avoir autant d'obstacles et de distance que possible entre vous et les conséquences de l'explosion. Des bâtiments avec des murs et des toits en béton épais, beaucoup de terre, par exemple lorsque l'on est assis dans un sous-sol entouré de terre de tous côtés. Vous pouvez également pénétrer en profondeur dans de grands bâtiments afin d'être le plus loin possible du plein air avec les conséquences d'un sinistre.
Réfléchissez à l'endroit où vous pouvez trouver un tel bâtiment dans votre ville et à quelle distance il se trouve de vous.
Il s'agit peut-être du sous-sol de votre maison, ou d'un bâtiment avec beaucoup d'espaces intérieurs et de murs, d'une bibliothèque avec des piles de livres et des murs en béton, ou autre chose. Choisissez simplement des bâtiments que vous pouvez atteindre en une demi-heure et ne comptez pas sur les transports : beaucoup fuiront la ville et les routes seront complètement obstruées.
Disons que vous arrivez à votre abri, et maintenant la question se pose : combien de temps rester assis jusqu'à ce que la menace passe ? Les films montrent différentes évolutions des événements, allant de quelques minutes dans un abri à plusieurs générations dans un bunker. Dillon prétend qu'ils sont tous très loin de la vérité.
Il est préférable de rester au refuge jusqu'à l'arrivée des secours.
Étant donné qu’il s’agit d’une petite bombe dont le rayon d’explosion est inférieur à un kilomètre, les sauveteurs doivent réagir rapidement et commencer l’évacuation. Dans le cas où personne ne vient en aide, vous devez passer au moins une journée au refuge, mais il est toujours préférable d'attendre l'arrivée des sauveteurs - ils vous indiqueront l'itinéraire d'évacuation nécessaire afin que vous ne sautiez pas dans des endroits avec niveaux élevés de rayonnement.
Le principe de fonctionnement des retombées radioactives
Cela peut sembler étrange qu'il soit suffisamment sûr de quitter l'abri après 24 heures, mais Dillon explique que le plus grand danger après l'explosion vient des premières retombées radioactives, et celles-ci sont suffisamment lourdes pour s'installer quelques heures après l'explosion. Généralement, ils couvrent la zone située à proximité immédiate de l'explosion, en fonction de la direction du vent.
Ces grosses particules sont les plus dangereuses en raison du niveau élevé de rayonnement, qui garantira l'apparition immédiate du mal des rayons. Cela les distingue des doses de rayonnement plus faibles plusieurs années après l'incident.
Se réfugier dans un refuge ne vous épargnera pas la perspective d'un cancer à l'avenir, mais cela vous évitera de mourir rapidement du mal des rayons.
Il convient également de rappeler que la contamination radioactive n’est pas une substance magique qui vole partout et pénètre partout. Il y aura une zone limitée avec des niveaux de rayonnement élevés, et après avoir quitté le refuge, vous devrez en sortir le plus rapidement possible.
C'est ici que vous avez besoin de sauveteurs qui vous diront où se trouve la limite de la zone dangereuse et jusqu'où vous devez aller. Bien sûr, en plus des grosses particules les plus dangereuses, de nombreuses particules plus légères resteront dans l'air, mais elles ne sont pas capables de provoquer un mal des rayons immédiat - ce que vous essayez d'éviter après une explosion.
Dillon a également noté que les particules radioactives se désintègrent très rapidement, donc être à l'extérieur de l'abri 24 heures après l'explosion est beaucoup plus sûr qu'immédiatement après..
Notre culture pop continue de savourer le thème d’une apocalypse nucléaire, alors qu’il ne reste que quelques survivants sur la planète, abrités dans des bunkers souterrains, mais qu’une attaque nucléaire n’est peut-être pas aussi destructrice et à grande échelle.
Vous devriez donc penser à votre ville et déterminer où courir si quelque chose arrive. Peut-être qu’un vilain bâtiment en béton que vous avez toujours considéré comme une erreur architecturale vous sauvera un jour la vie.
