Mums visiems gresia pavojus, kiekviename iš mūsų namuose (kišenėse, darbe) yra nešiojamų bombų, kurios gali sukelti rimtą žalą, net mirtį. Viskas apie pavojingą surinkimo technologiją, kuri tapo standartu visam pasauliui ir visiškai negąsdina visuomenės.
Ličio jonų baterija
Šiandien visi naudojame daug įvairių prietaisų ir techninių naujovių, maitinamų ličio jonų baterijomis. Tai elektros akumuliatoriaus tipas, kuris nuo kitų panašių energijos nešėjų skiriasi savo universalumu, dideliu energijos tankiu ir paprasta priežiūra.
Nepaisant teigiamų savybių, tokios baterijos kelia tam tikrą grėsmę. Tokio tipo baterijos gali sprogti, sugadinti ar sunaikinti turtą ir, dar blogiau, rimtai pakenkti sveikatai ar net mirti.
Nepaisant to, ličio jonų baterijos yra plačiai naudojamos įvairiose žmogaus gyvenimo srityse. Tokio tipo energijos nešiklio galima rasti automobiliuose, lėktuvuose, o svarbiausia – išmaniuosiuose telefonuose ir planšetiniuose kompiuteriuose, kuriais didžioji dalis žmonių naudojasi kasdien, nuolat. Grubiai tariant, kaip minėta aukščiau, visa šiuolaikinė visuomenė nešiojasi su savimi, kurie gali būti suaktyvinti įvykus apsirikimui, nelaimingam atsitikimui ar dėl gamintojo aplaidumo.
Galimos akumuliatoriaus sprogimo priežastys
Ličio baterijos buvo išbandytos laikui bėgant ir laikomos gana saugiomis, jei laikotės visų gamintojo rekomendacijų, tačiau kaip dažnai kas nors net nesivargina perskaityti instrukcijas? Bet koks pažeidimas gali sukelti rimtų pasekmių. Pavyzdžiui, staigus temperatūros pokytis – viena dažniausių baterijų gedimo priežasčių. Tokiu atveju ličio jonų akumuliatorius pradeda gaminti dujas, akumuliatorius tampa žymiai putlesnis, o retais atvejais galima aptikti nuotėkį. Abu simptomai yra priežastis nedelsiant nutraukti įrenginio naudojimą, atjungti akumuliatorių ir tinkamai jį išmesti. Be kintančių šiluminių sąlygų, yra keletas kitų dažnų akumuliatoriaus sprogimo priežasčių, į kurias verta atkreipti dėmesį.
Fizinis poveikis ir rankų darbo remontas
Dėl bet kokios žalos, sulenkimo ar smūgio akumuliatorius gali perkaisti ir sukelti sprogimą. Tas pats pasakytina apie pradūrimus, kurie dažnai lydi remonto darbus.
„Visų sričių domkratai“ dažnai imasi bet ką ir viską taisyti nesikreipdami pagalbos į specialistus. Galbūt naujos patirtys ir puiku, žmonės lavina įgūdžius ir taupo pinigus, tačiau kalbant apie ličio baterijas reikėtų pamiršti savo „įgūdį“, nes ličio jonų akumuliatorių išardyti ir taisyti nemoki. Tas pats pasakytina apie mažas „palapines“, esančias prekybos centruose ir atsakingas už įvairių tipų elektronikos remontą.
Per didelis išsikrovimas ir susidėvėjimas
Kad ir kaip ironiškai tai skambėtų, net jei ličio jonų baterija paliekama viena, ji vis tiek pavojinga, nes gali išeikvoti kritinę įkrovimo masę. Dažniausiai tokiais atvejais baterija tiesiog sugenda ir nustoja funkcionuoti, tačiau žmogaus kvailumui ir drąsai ribų nėra. Buvo užfiksuota daug bandymų atgaivinti visiškai išsikrovusį akumuliatorių tiesiog jį įkraunant (su veikiančiu įrenginiu arba be jo). Abiem atvejais akumuliatorius gali trumpam išjungti, akimirksniu įkaisti iki degimo temperatūros ir užsidegti.
Kaip bet kurią akimirką gali subyrėti sena spinta, taip ir sena baterija gali perkaisti. Naudodamas jis susidėvi, praranda tūrį, pažeidžiamos tam tikros dalys. Ateis laikas, kai fizinius akumuliatoriaus pakeitimus reikės pakeisti.
„Galaxy Note 7“ skandalas
Labiausiai pasaulinis akumuliatoriaus žlugimas (mobiliųjų įrenginių rinkoje) įvyko 2016 m., kartu su „Samsung“ išmaniuoju telefonu. Iki šios ikoninės datos telefono baterijos sprogimas buvo suvokiamas kaip reta, mažai tikėtina avarija. 2016 metų vasarą žiniasklaidai pasirodžius daugiau nei 35 „Galaxy Note 7“ išmaniųjų telefonų sprogimų per savaitę atveju, viskas pasikeitė.
„Note 7“, beje, buvo sutiktas labai teigiamai, įrenginys džiugino absoliučiai visus, tačiau, bandydamas aplenkti konkurentus, „Samsung“ apsiskaičiavo ir rimtai susitvarkė. Iki rugsėjo pradžios oficialūs Korėjos įmonės atstovai paskelbė, kad pradeda pasaulinę kampaniją, skirtą sugedusių dalykėlių grąžinimui. Telefonus jie siūlė keisti į to paties modelio, bet neva iš naujos partijos. Mažiau nei po poros dienų situacija pasikartojo nauju mastu. Žmonės pradėjo dar dažniau kreiptis į „Samsung“, pradėjo degti automobiliai, ėmė prastėti turtas, kentėjo žmonės, gaudavo rimtų nudegimų. Tam tikru momentu korėjiečiai atsitraukė, nusprendę nebepardavinėti ir neberinkti telefono.
„Galaxy Note 7“ problemų priežastys
Praėjus daugiau nei šešiems mėnesiams, 2017 m. sausio mėn., bendrovė aiškių komentarų apie incidentą nepateikė. Daugelis analitikų ir su įmonės veikla susipažinusių žmonių teigia, kad įmonės inžinieriai nepajėgia atkurti sprogimo laboratorijoje.
Nepriklausomos organizacijos linkusios manyti, kad sprogimas įvyksta dėl galios valdiklio problemų. Sudėtinga (tanki) išmaniojo telefono konstrukcija, įskaitant išlenktą ekraną, sukėlė kontaktą tarp dviejų akumuliatoriaus dalių: katodo ir anodo, o tai savo ruožtu lėmė per didelį įkaitimą. Ličio baterija visada linkusi pakilti temperatūra, tai normalu, tačiau gamintojas turėjo pasirūpinti, kad tam tikru momentu išmanusis telefonas netektų energijos. Deja, taip neatsitiko. Ir, kad ir kokie atidūs vartotojai elgtųsi su savo „Samsung“, baterijos sprogimas tapo plačiai paplitusia problema, paliečiančia visus be išimties.
Pasekmės įmonei
Norint suprasti, kaip įmonei pasidarė toks incidentas, užtenka atsistoti į jų vietą. Ką vartotojas pagalvos apie prekę, kuri staiga tapo pajuokos objektu ir grėsme gyvybei? Greičiausiai jis to išvengs. Tačiau vienas dalykas yra reputacija, kuri šiandien yra, rytoj dingo, o rytoj vėl tikri faktai. Bendrovė patyrė nuostolių, gana rimtų ir reikšmingų mobiliojo ryšio padaliniui – 22 mlrd. Telefonams nuotoliniu būdu buvo užkirstas kelias įkrauti, kad būtų išvengta tolesnių sprogimų.
Šiuo metu telefonas negaminamas, įmonė atlieka tyrimą ir belieka tikėtis, kad Samsung Note 7 baterijos sprogimas pasitarnaus korėjiečiams kaip pamoka, kuri juos sustiprins.
iPhone sprogimo dėklai
Nepaisant ypatingos pozicijos išmaniųjų telefonų rinkoje ir minimalaus defektų lygio, net Apple išmanusis telefonas gali virsti improvizuota bomba. Vienas iš naujausių atvejų – sprogus naujai „Apple“ gaminiui – išmaniesiems telefonams „iPhone 7“, kurį vienas gerbėjų esą užsisakė internetu, bet gavo jau susprogdintą programėlę.
Nebuvo patvirtinimo dėl savaiminio „iPhone“ užsidegimo, o šis incidentas buvo nurašytas kaip įprastas gandų siautėjimas. Laimei, naujų išmaniųjų telefonų savininkams iš Kalifornijos iPhone baterijos sprogimas buvo tik vienas iš nedaugelio, sukeltų netinkamo naudojimo (šiuo atveju per didelio fizinio poveikio), o ne plačiai paplitusi problema.
Kiti pranešti iPhone sprogimo atvejai buvo trumpojo jungimo, kurį sukėlė trečiosios šalies įrenginys, pasekmė.
Kaip išvengti sprogimo?
Paprasčiausias dalykas, kurį gali padaryti bet kuris vartotojas – bent kartą gyvenime peržvelgti instrukcijas ir išsiaiškinti, kuo pavojinga išmaniojo telefono baterija ir kokios priežiūros ji reikalauja.
Visada turėtumėte griežtai laikytis temperatūros režimo ir nepalikti išmaniojo telefono per ilgai tiesioginiuose saulės spinduliuose. Negalite savarankiškai išimti baterijos išmaniuosiuose telefonuose, kur šios parinkties nenumato gamintojas (kalbame apie įtaisus su monolitiniu korpusu).
Pirmenybę teikite įrenginiams, kurie turi bent kokį pavadinimą, laiko patikrintus, ir venkite impulsyviai pirkti „top“ naujus produktus.
Svarbiausia suprasti, kad ličio baterijos sprogimas yra tikras ir labai pavojingas, jei įmanoma, nepalikite įtaisų be priežiūros, kas žino, kada technologija suges ir kils gaisras.
Kas toliau?
Dabar, kalbant apie technologijas, ličio baterijos yra pigiausias, tačiau efektyviausias pasirinkimas mobiliesiems įrenginiams ir kitai elektronikai. Natūralu, kad šio tipo akumuliatoriai vis dar yra prioritetas.
Jie gali jį pakeisti Nepaisant baisaus pavadinimo, tokio tipo baterija yra visiškai nekenksminga žmonėms ir leis įtaisui veikti vienu įkrovimu daug kartų ilgiau nei dabar. Deja, plėtra šioje srityje vyksta gana lėtai ir artimiausiu metu pažangos tikėtis neverta. Galbūt „Samsung Note 7“ akumuliatoriaus sprogimas nenueis veltui ir privers paskubėti informacinių technologijų srityje dirbančius inžinierius.
Skyriuje apie klausimą Kaip galite susprogdinti automobilį? Ar tai realu silpnai merginai? 😉 padovanojo autorius Polinočka geriausias atsakymas yra Taip, tikrai, nereikia.
Atsakymas iš patrauklus[naujokas]
Kvailas degeneratas
Atsakymas iš Kaukazo[guru]
I NiH.... RA Nesuprantu nei eiti atostogų, nei susprogdinti mašiną – spręskite jūs!
Atsakymas iš Yanya Odintsova[guru]
Tu kvaila moteris! Jei aš būčiau vyras, būčiau nužudęs tave dėl mašinos vietoje...
Atsakymas iš Pirma klasė[guru]
Benzinas reaguoja (su didžiuliu šilumos išsiskyrimu) su manganu. (chemija, 7 kl.) Bet Igorio patarimas teisingas, reikia jį įdėti į prezervatyvą, kad turėtum laiko pabėgti! Bet ar verta? Tada dėl to ne visada būna maloni bendravimo su teisėsaugos institucijomis procedūra ir apsilankymas, deja, ne ekskursija į nuostabias UINA įstaigas!
Atsakymas iš Vartotojas ištrintas[ekspertas]
Geriau nieko nedaryti - būsi protingesnis!
Atsakymas iš Sofija $$$$$[aktyvus]
Geriau nei kilogramas cukraus, tegul šoka jo degalų bake
Atsakymas iš Igoris Mochalovas[guru]
Jis gali nesusprogti, bet jūs galite visiškai sugadinti variklį... prezervatyvas su kalio permanganatu dujų bakelyje – ir viskas. Tik nepamenu, į kokį straipsnį priskiriama žala svetimam turtui ir kiek už tai duodama...
Atsakymas iš Viktoras Ivanovas[guru]
ne, tau bus blogiau, kitaip mokykis chemijos
Atsakymas iš Vladimiras Aronovas[guru]
Na, pasiimk savižudžio diržą, apsijuosk juo ir šokis po ratais. Taip karo metu buvo stabdomi tankai, ne tik automobiliai.
Atsakymas iš Pavelas Bobrakovas[naujokas]
Klausyk, tau to reikia, geriau imk ir pažiūrėk su vinimi išilgai šono ir pažiūrėk, ar nenulips
Atsakymas iš veido tema[guru]
Jūs visi kenčiate nuo savo buvusio...
Įmušk!
Yra žinoma, kad Quentino Tarantino filmo personažas yra paprastesnis nei paprastas žmogus ir yra odinis krepšys, pripildytas kraujo, šiek tiek spaudžiamas. Panašiai veiksmo filmų režisieriai supaprastina bet kokios amunicijos vidinę struktūrą: jų variante rankinė granata ar mina yra tiesiog sprogmuo ploname metaliniame korpuse.
Todėl šūvis į granatą ar miną sukelia įspūdingą sprogimą, kuriame sudeginami visi pagrindiniai piktadariai. Taip nutiko, pavyzdžiui, septintajame begalinės sagos „Greiti ir įsiutę“ filme, kai Vinas Dieselis į sraigtasparnį kartu su blogiukais įdėjo rankinių granatų maišą, o paskui šovė į šį krepšį. Viskas dingo karštame oranžiniame debesyje. Nelaikykite granatų namuose, kaip sako direktorius: viena paklydusi kulka, ir namas liks nepaliestas.
Tiesą sakant, šiuolaikinė granata yra šiek tiek sudėtingesnė: ji turi visą grandinę įtaisų, kurių pagrindinė užduotis yra užtikrinti, kad viskas sprogtų, kai reikia, o jei tai yra rankinė amunicija, tada ji tikrai turės mechanizmas, užtikrinantis uždelstą detonaciją.
Ištraukite kaištį ir atleiskite segtuką. Iš anksto užsukta spyruoklė suveikia ir sulaužo trapų gruntą, tačiau tai dar nėra granatos sprogimas. Uždegus kapsulės turinys tik uždega uždegimo vamzdelį, kuris kelias sekundes smirda. Galiausiai kibirkštis pasiekia detonatorių (nedidelį detonuojančio skysčio indą), kuris kaitinant sprogsta. Po šio (mažo) sprogimo seka didelis – tai kompozicijos B detonacija. Dėl to viskas ir buvo pradėta.
Atrodytų puiki idėja apeiti visus šiuos preparatus ir tiesiog šaudyti į granatą, kulkos kinetinę energiją perduodant tiesiai į kompoziciją B. Vienintelė problema yra ta, kad kompozicija B (heksogeno ir trinitrotolueno mišinys) yra specialiai sukurta atsparumui. detonacija nuo lengvo smūgio, kaitimas... net nuo šūvio iš rankinio smulkaus ginklo. Tai naudinga savybė skysčiui, kuris naudojamas kaip inicijuojantis atominės bombos užtaisas – būtent B kompozicija buvo panaudota pirmosiose amerikiečių bombose, ypač ant Nagasakio nukritusiame Fat Man. Trinitrotoluenas ypač atsparus: pagamintas taip, kad veltui nesprogtų nuo šūvių iš mažo kalibro ginklų. Tiesą sakant, toks šūvis greičiausiai padarys granatą netinkamą naudoti, nei sukels jos sprogimą. Sunku patikėti, bet štai vaizdo įrašas, įrodantis tai:
Todėl teisėsaugininkai gali šaudyti į ginkluotus teroristus – žinoma, su sąlyga, kad pastarieji ginkluoti ne savadarbėmis bombomis ir grynu trotilo, o gamykloje standartizuotais šoviniais.
Viskas, kas aprašyta aukščiau, žinoma, nereiškia, kad šaudymas į minas ir granatas yra saugi pramoga. Visada yra tikimybė, kad šūvis sulaužys pradmenį arba pataikys tiesiai į detonatorių. Be to, remiantis visa tai, kas išdėstyta pirmiau, neturėtumėte eksperimentuoti su pjovimo ar suvirinimo sviediniais. Tiesiog norėjome pasakyti, kad būti Vino Dieselio personažu realiame gyvenime nėra taip paprasta.
Supernovos gimimo situacijos modeliavimas nėra lengva užduotis. Bent jau iki šiol visi eksperimentai žlugo. Tačiau astrofizikai vis tiek sugebėjo susprogdinti žvaigždę.
1572 m. lapkričio 11 d. astronomas Tycho Brahe ( Tycho Brahe) pastebėjo naują žvaigždę Kasiopėjos žvaigždyne, spindinčią taip ryškiai kaip Jupiteris. Galbūt tada žlugo tikėjimas, kad dangus yra amžinas ir nekintantis, ir gimė šiuolaikinė astronomija. Po keturių šimtmečių astronomai suprato, kad kai kurios žvaigždės, staiga tapusios milijardus kartų ryškesnės nei įprastai, sprogo. 1934 m. Fritzas Zwicky ( Fritzas Zwicky) iš Kalifornijos technologijos instituto jas pavadino „supernovomis“. Jie aprūpina erdvę Visatoje sunkiais elementais, kurie kontroliuoja galaktikų formavimąsi ir evoliuciją bei padeda tirti erdvės plėtimąsi.
Zwicky ir jo kolega Walteris Baade'as ( Walteris Baade'as) teigė, kad gravitacija suteikia žvaigždei energiją sprogimui. Jų nuomone, žvaigždė traukiasi tol, kol jos centrinė dalis pasiekia atomo branduolio tankį. Griūvanti medžiaga gali išleisti gravitacinę potencialią energiją, kurios pakaktų jos likučiams išmesti. 1960 m. Fred Hoyle ( Fredas Hoyle'as) iš Kembridžo universiteto ir Willie Fowlerio ( Willy Fowleris) iš Caltech tikėjo, kad supernovos yra kaip milžiniška branduolinė bomba. Kai tokia žvaigždė kaip Saulė sudegina vandenilį ir helio kurą, deguonis ir anglis pasikeičia. Šių elementų sintezė ne tik suteikia didžiulį energijos išsiskyrimą, bet ir gamina radioaktyvųjį nikelį-56, kurio skilimas gali paaiškinti keletą mėnesių trunkančio sprogimo atotrūkį.
Abi idėjos pasirodė teisingos. Kai kurios supernovos savo spektruose neturi vandenilio pėdsakų (pažymėtos I tipu); Matyt, dauguma jų turėjo termobranduolinį sprogimą (I tipo A), o likusiems (I tipai b ir aš c) – išorinį vandenilio sluoksnį numetusios žvaigždės žlugimas. Supernovos, kurių spektruose aptinkamas vandenilis (II tipas), taip pat atsiranda dėl žlugimo. Abu reiškiniai žvaigždę paverčia besiplečiančiu dujų debesiu, o dėl gravitacinio griūties susidaro itin tanki neutroninė žvaigždė ar net juodoji skylė. Stebėjimai, ypač supernovos 1987A (II tipas), patvirtina siūlomą teoriją.
Tačiau supernovos sprogimas vis dar išlieka viena iš pagrindinių astrofizikos problemų. Kompiuteriniai modeliai sunkiai jį atkuria. Labai sunku priversti žvaigždę sprogti (tai savaime yra puiku). Žvaigždės yra savireguliuojantys objektai, kurie išlieka stabilūs milijonus ir milijardus metų. Net mirštančios žvaigždės turi slopinimo, bet ne sprogimo mechanizmus. Pastariesiems atgaminti prireikė daugiamačių modelių, kurių skaičiavimas buvo už kompiuterių galimybių ribų.
Sprogimas nėra lengvas
Baltosios nykštukės yra neaktyvios į Saulę panašių žvaigždžių liekanos, kurios palaipsniui atvėsta ir išnyksta. Jie gali sprogti kaip I tipo supernovos a. Tačiau, pasak Hoyle'o ir Fowlerio, jei baltoji nykštukė skrieja aplink kitą žvaigždę arti orbita, ji gali kaupti (siurbti) medžiagą iš savo kompanionės, taip padidindama savo masę, centrinį tankį ir temperatūrą tiek, kad sprogs anglies sintezė. galima ir deguonies.
Termobranduolinės reakcijos turėtų veikti kaip įprasta ugnis. Degimo frontas gali plisti per žvaigždę, palikdamas „branduolinius pelenus“ (daugiausia nikelio). Kiekvienu laiko momentu sintezės reakcijos turi vykti nedideliu tūriu, daugiausia plonu sluoksniu burbuliukų, užpildytų „pelenais“ ir plūduriuojančių baltosios nykštukės gelmėse, paviršiuje. Dėl mažo tankio burbuliukai gali plūduriuoti ant žvaigždės paviršiaus.
Tačiau termobranduolinė liepsna užges, nes dėl energijos išsiskyrimo žvaigždė išsiplės ir atvės, užgesindama jos degimą. Skirtingai nuo įprastos bombos, žvaigždė neturi apvalkalo, ribojančio jos tūrį.
Be to, neįmanoma atkurti supernovos sprogimo laboratorijoje, jį galima stebėti tik kosmose. Mūsų komanda atliko griežtus modeliavimus naudodama superkompiuterį IBM p690. Skaitinis žvaigždės modelis buvo pavaizduotas skaičiavimo tinkleliu, kurio kiekvienoje pusėje buvo 1024 elementai, kurie leido išspręsti kelių kilometrų dydžio detales. Kiekvienai skaičiavimo aibei reikėjo daugiau nei 10 20 aritmetinių operacijų; Su tokia užduotimi galėtų susidoroti tik superkompiuteris, atliekantis daugiau nei 10 11 operacijų per sekundę. Galiausiai visa tai užtruko beveik 60 procesoriaus metų. Įvairūs skaičiavimo triukai, kurie supaprastina modelį ir naudojami kitose mokslo srityse, netaikomi supernovoms, kurių srautai asimetriški, ekstremalios sąlygos ir didžiulis erdvinis bei temperatūros diapazonas. Dalelių fizika, branduolio fizika, skysčių dinamika ir reliatyvumas yra labai sudėtingi, todėl supernovos modeliai turi su jais susidoroti vienu metu.
Po gaubtu
Sprendimas atėjo iš netikėtos krypties – tiriant automobilio variklio veikimą. Benzino ir deguonies maišymas bei jų užsidegimas sukelia turbulenciją, kuri savo ruožtu padidina degimo paviršių, jį intensyviai deformuodama. Tokiu atveju kuro degimo greitis, proporcingas degimo plotui, didėja. Tačiau žvaigždė taip pat yra nerami. Dujų srautai dideliu greičiu nukeliauja didžiulius atstumus, todėl menkiausias sutrikimas greitai ramų srautą paverčia audringu srautu. Supernovoje kylantys karšti burbuliukai turi sumaišyti medžiagą, todėl branduolinis degimas taip greitai išplito, kad žvaigždė nespėja persitvarkyti ir „užgesinti“ liepsnos.
Tinkamai veikiančiame vidaus degimo variklyje liepsna sklinda ikigarsiniu greičiu, kurį riboja šilumos sklaidos per medžiagą greitis – šis procesas vadinamas deflagracija arba greitu degimu. „Šaudymo“ variklyje liepsna sklinda viršgarsiniu greičiu smūginės bangos pavidalu, prasiskverbdama per deguonies ir kuro mišinį ir jį suslegdama (detonacija). Termobranduolinė liepsna taip pat gali plisti dviem būdais. Detonacija gali visiškai sudeginti žvaigždę, paliekant tik „nedegiausius“ elementus, tokius kaip nikelis ir geležis. Tačiau šių sprogimų produktuose astronomai randa įvairiausių elementų, įskaitant silicį, sierą ir kalcį. Vadinasi, branduolinis degimas, bent jau iš pradžių, plinta kaip deflagracija.
Pastaraisiais metais buvo sukurti patikimi termobranduolinės deflagracijos modeliai. Mokslininkai iš Kalifornijos universiteto (Santa Kruzo), Čikagos universiteto ir mūsų grupės rėmėsi programomis, sukurtomis cheminiam degimui tirti ir net orų prognozavimui. Turbulencija iš esmės yra trimatis procesas. Turbulentinėje kaskadoje kinetinė energija perskirstoma iš didelių į mažus mastelius ir galiausiai išsisklaido kaip šiluma. Pradinis srautas yra padalintas į vis mažesnes dalis. Todėl modeliavimas būtinai turi būti trimatis.
Supernovos modelis atrodo kaip grybas: karšti burbuliukai kyla sluoksniuotoje aplinkoje, susiraukšlėję ir ištempti dėl turbulencijos. Jo sustiprintas branduolinių reakcijų greičio padidėjimas per kelias sekundes lemia baltosios nykštukės sunaikinimą, kurios liekanos išskrenda maždaug 10 tūkstančių km/s greičiu, o tai atitinka stebimą vaizdą.
Tačiau iki šiol neaišku, kodėl užsidega baltas nykštukas. Be to, defliacija turėtų išmesti didžiąją dalį nykštuko medžiagos nepakitusi, o stebėjimai rodo, kad tik nedidelė žvaigždės dalis yra nepakitusi. Sprogimą greičiausiai sukėlė ne tik greitas degimas, bet ir detonacija bei I tipo supernovų priežastis. a- ne tik materijos kaupimasis ant baltosios nykštukės, bet ir dviejų baltųjų nykštukų susijungimas.
Gravitacijos kapas
Kitą supernovos rūšį, kurią sukelia žvaigždės šerdies griūtis, paaiškinti sunkiau. Stebėjimo požiūriu šios supernovos yra įvairesnės nei termobranduolinės: vienos turi vandenilio, kitos – ne; vieni sprogsta tankioje tarpžvaigždinėje terpėje, kiti beveik tuščioje erdvėje; vieni išskiria didžiulius kiekius radioaktyvaus nikelio, kiti – ne. Taip pat skiriasi išstūmimo energija ir plėtimosi greitis. Galingiausi iš jų sukuria ne tik klasikinį supernovos sprogimą, bet ir ilgai trunkantį gama spindulių pliūpsnį (žr.: N. Gehrelsas, P. Leonardas ir L. Piro. Ryškiausi sprogimai Visatoje // VMN, Nr. 4, 2003). Šis savybių nevienalytiškumas yra viena iš daugelio paslapčių. Šerdies griūties supernovos yra pagrindinės kandidatės formuotis sunkiausiems elementams, tokiems kaip auksas, švinas, toris ir uranas, kurie gali susidaryti tik ypatingomis sąlygomis. Tačiau niekas nežino, ar tokios sąlygos iš tikrųjų atsiranda žvaigždėje, kai sprogsta jos šerdis.
Nors kolapso idėja atrodo paprasta (suspaudus šerdį išsiskiria gravitacinė surišimo energija, kuri išstumia išorinius medžiagos sluoksnius), detaliai suprasti procesą sunku. Žvaigždė, kurios masė yra didesnė nei 10 Saulės masių, savo gyvavimo pabaigoje sukuria sluoksniuotą struktūrą, kurią sudaro vis sunkesni elementai. Šerdį daugiausia sudaro geležis, o žvaigždės pusiausvyrą palaiko kvantinis elektronų atstūmimas. Tačiau galiausiai žvaigždės masė nuslopina elektronus, kurie suspaudžiami į atomų branduolius, kur jie pradeda reaguoti su protonais ir formuoti neutronus bei elektronų neutrinus. Savo ruožtu neutronai ir likę protonai spaudžiami arčiau vienas kito, kol pradeda veikti jų pačių atstumianti jėga ir sustabdo žlugimą.
Šiuo metu suspaudimas sustoja ir pakeičiamas išsiplėtimu. Medžiaga, gravitacijos traukta giliai, pradeda iš dalies tekėti. Klasikinėje teorijoje ši problema sprendžiama smūginės bangos pagalba, kuri atsiranda išoriniams žvaigždės sluoksniams viršgarsiniu greičiu susidūrus su šerdimi, kuri staiga sulėtino jos suspaudimą. Smūgio banga juda į išorę, suspausdama ir kaitindama medžiagą, į kurią ji atsitrenkia, tuo pat metu prarasdama savo energiją ir galiausiai išnykdama. Modeliavimas rodo, kad suspaudimo energija greitai išsisklaido. Kaip tada žvaigždė pati sprogsta?
Pirmasis bandymas išspręsti problemą buvo Stirlingo Colgate'o darbas ( Stirlingas „Colgate“.) ir Richardas White'as ( Ričardas White'as) 1966 m. ir vėlesni Jimo Wilsono kompiuterių modeliai ( Jimas Wilsonas), kurį jis sukūrė devintojo dešimtmečio pradžioje, kai visi trys dirbo Lawrence'o Livermore'o nacionalinėje laboratorijoje. Lorensas. Jie teigė, kad smūginė banga nėra vienintelis energijos nešėjas iš šerdies į išorinius žvaigždės sluoksnius. Gali būti, kad žlugimo metu susidarę neutrinai atlieka pagalbinį vaidmenį. Iš pirmo žvilgsnio idėja atrodo keista: kaip žinome, neutrinai yra itin neaktyvūs, jie taip silpnai sąveikauja su kitomis dalelėmis, kad juos net sunku užregistruoti. Tačiau griūvančioje žvaigždėje jie turi daugiau nei pakankamai energijos, kad sukeltų sprogimą, o itin didelio tankio sąlygomis gerai sąveikauja su medžiaga. Neutrinai šildo sluoksnį aplink griūvančią supernovos šerdį, palaikydami slėgį lėtėjančioje smūgio bangoje.
Branduolinės supernovos žlugimas
- Kitos rūšies supernovos susidaro, kai subyrėja žvaigždės, kurių masė didesnė nei 8 Saulės masės. Jie priklauso I tipui b, aš c arba II, priklausomai nuo pastebėtų savybių
- Didžiulė žvaigždė savo gyvenimo pabaigoje turi sluoksniuotą skirtingų cheminių elementų struktūrą
- Geležis nedalyvauja branduolių sintezėje, todėl šerdyje nesusidaro šiluma. Dujų slėgis nukrenta, o aukščiau esanti medžiaga veržiasi žemyn
- Per sekundę šerdis susitraukia ir virsta neutronine žvaigžde. Krintanti medžiaga atsimuša nuo neutroninės žvaigždės ir sukuria smūgio bangą
- Neutrinai išsiveržė iš naujagimio neutroninės žvaigždės, išstumdami netaisyklingą smūgio bangą į išorę
- Smūgio banga prasiskverbia per žvaigždę, ją suplėšydama
Kaip raketa
Bet ar šio papildomo postūmio pakanka išlaikyti bangą ir užbaigti sprogimą? Kompiuterinis modeliavimas parodė, kad to nepakanka. Nepaisant to, kad dujos ir sugeria neutrinus, ir juos išskiria; modeliai parodė, kad dominuoja nuostoliai, todėl sprogimas nepavyksta. Tačiau šiuose modeliuose buvo vienas supaprastinimas: žvaigždė juose buvo laikoma sferiškai simetriška. Todėl didelių matmenų reiškiniai, tokie kaip konvekcija ir sukimasis, buvo ignoruojami, o tai labai svarbu, nes stebimos supernovos sukuria labai nesferišką, „apšvarintą“ likutį.
Daugiamatis modeliavimas rodo, kad neutrinai įkaitina plazmą aplink supernovos šerdį ir sukuria joje burbulus bei grybo formos srautus. Konvekcija perduoda energiją smūgiinėms bangoms, stumia jas aukštyn ir sukelia sprogimą.
Sprogimo bangai šiek tiek sulėtėjus, susilieja karštos besiplečiančios plazmos burbuliukai, atskirti žemyn tekančios šaltos medžiagos. Palaipsniui susidaro vienas ar keli burbuliukai, apsupti žemyn nukreiptų srautų. Dėl to sprogimas tampa asimetriškas. Be to, sulėtėjusi smūginė banga gali deformuotis, o tada griūtis įgauna smėlio laikrodžio formą. Papildomas nestabilumas atsiranda, kai smūginė banga prasiveržia ir praeina per nevienalyčius supernovos protėvio sluoksnius. Šiuo atveju susimaišo cheminiai elementai, susintetinti žvaigždės gyvavimo ir sprogimo metu.
Kadangi žvaigždės likučiai dažniausiai išskrenda į vieną pusę, centrinė neutroninė žvaigždė atsimuša į kitą, tarsi riedlentė, nušokus nuo jos, riedėtų atgal. Mūsų kompiuterinis modelis rodo didesnį nei 1000 km/s atšokimo greitį, kuris atitinka daugelio neutroninių žvaigždžių pastebėtą judėjimą. Tačiau kai kurie iš jų juda lėčiau, tikriausiai dėl to, kad burbuliukai nespėjo susijungti per juos suformavusį sprogimą. Susidaro vienas vaizdas, kuriame skirtingi variantai atsiranda dėl to paties pagrindinio poveikio.
Nepaisant didelių pastarųjų metų pasiekimų, nė vienas iš esamų modelių neatkuria viso reiškinių, susijusių su supernovos sprogimu, komplekso ir jame yra supaprastinimų. Visoje versijoje būtų naudojami septyni matmenys: erdvė (trys koordinatės), laikas, neutrino energija ir neutrino greitis (apibūdintas dviem kampinėmis koordinatėmis). Be to, tai turi būti padaryta visų trijų tipų ar skonių neutrinams.
Tačiau ar sprogimą gali sukelti įvairūs mechanizmai? Juk magnetinis laukas gali perimti naujai susiformavusios neutroninės žvaigždės sukimosi energiją ir suteikti naują impulsą smūginei bangai. Be to, jis išspaus medžiagą į išorę išilgai sukimosi ašies dviejų polinių čiurkšlių pavidalu. Šie efektai padės paaiškinti galingiausius sprogimus. Visų pirma, gama spindulių pliūpsniai gali būti siejami su beveik šviesos greičiu judančiais purkštukais. Galbūt tokių supernovų branduoliai subyra ne į neutroninę žvaigždę, o į juodąją skylę.
Kol teoretikai tobulina savo modelius, stebėtojai bando panaudoti ne tik elektromagnetinę spinduliuotę, bet ir neutrinus bei gravitacines bangas. Žvaigždės branduolio griūtis, jos virtimas sprogimo pradžioje ir galimas jos pavertimas juodąja skyle lemia ne tik intensyvią neutrinų emisiją, bet ir sukrečia erdvės-laiko struktūrą. Skirtingai nuo šviesos, kuri negali prasiskverbti į aukščiau esančius sluoksnius, šie signalai sklinda tiesiai iš sprogimo centre verdančio pragaro. Naujai sukurti neutrinų ir gravitacinių bangų detektoriai gali pakelti žvaigždžių mirties paslapties uždangą.
Supernovos reakcijos efektas
Stebėtojai stebėjosi, kodėl neutroninės žvaigždės dideliu greičiu veržiasi per Galaktiką. Nauji branduolio žlugimo supernovos modeliai pateikia paaiškinimą, pagrįstą vidine šių sprogimų asimetrija
Modeliavimas rodo, kad asimetrija susidaro jau sprogimo pradžioje. Nedideli žvaigždžių žlugimo pradžios skirtumai lemia didelius asimetrijos laipsnio skirtumus
Taigi, tarkime, jūsų mieste sprogsta mažo našumo branduolinė bomba. Kiek laiko turėsite slapstytis ir kur tai padaryti, kad išvengtumėte pasekmių radioaktyvių nuosėdų pavidalu?
Michaelas Dillonas, Livermoro nacionalinės laboratorijos mokslininkas, kalbėjo apie radioaktyvius iškritimus ir išgyvenimo būdus. Atlikęs daugybę radioaktyviųjų nuosėdų tyrimų, daugelio veiksnių ir galimų pokyčių analizės, jis parengė veiksmų planą nelaimės atveju.
Tuo pačiu metu Dillono planas skirtas eiliniams piliečiams, kurie niekaip negali nustatyti, į kurią pusę pūs vėjas ir kokio dydžio buvo sprogimas.
Mažos bombos
Dillono metodas apsisaugoti nuo radioaktyviųjų kritulių iki šiol buvo sukurtas tik teoriškai. Faktas yra tas, kad jis skirtas mažoms branduolinėms bomboms nuo 1 iki 10 kilotonų.
Dillonas teigia, kad branduolinės bombos dabar siejamos su neįtikėtina galia ir sunaikinimu, kuris būtų įvykęs Šaltojo karo metu. Tačiau tokia grėsmė atrodo mažiau tikėtina nei teroristiniai išpuoliai naudojant mažas branduolines bombas, kelis kartus mažiau nei tie, kurie nukrito ant Hirosimos, ir tiesiog nepalyginamai mažiau nei tie, kurie galėtų viską sunaikinti, jei tarp šalių kiltų pasaulinis karas.
Dillono planas grindžiamas prielaida, kad miestas išgyveno po nedidelę branduolinę bombą, o dabar jo gyventojai turi bėgti nuo radioaktyvių kritulių.
Žemiau esančioje diagramoje parodytas skirtumas tarp bombos spindulio Dillono nagrinėjamoje situacijoje ir bombos spindulio iš Šaltojo karo arsenalo. Pavojingiausia sritis pažymėta tamsiai mėlyna spalva (psi yra svaras/in2 standartas, naudojamas matuojant sprogimo jėgą, 1 psi = 720 kg/m2).
Žmonės, esantys už kilometro nuo šios sprogimo zonos, rizikuoja gauti radiacijos dozių ir nusideginti. Mažos branduolinės bombos radiacijos pavojų diapazonas yra daug mažesnis nei Šaltojo karo termobranduolinių ginklų.
Pavyzdžiui, 10 kilotonų kovinė galvutė sukeltų radiacijos grėsmę 1 kilometro atstumu nuo epicentro, o radioaktyvūs krituliai galėtų nukeliauti dar 10–20 mylių. Taigi paaiškėja, kad branduolinė ataka šiandien nėra tiesioginė visų gyvų būtybių mirtis. Galbūt jūsų miestas net atsigaus nuo to.
Ką daryti, jei sprogo bomba
Jei matote ryškią blykstę, nesiartinkite prie lango – galite susižaloti dairydami aplinką. Kaip ir griaustinis ir žaibas, sprogimo banga sklinda daug lėčiau nei sprogimas.
Dabar teks pasirūpinti apsauga nuo radioaktyvių kritulių, tačiau įvykus nedideliam sprogimui, specialios izoliuotos pastogės ieškoti nereikia. Norėdami apsisaugoti, galite rasti prieglobstį įprastame pastate, tik reikia žinoti, kuriame.
Praėjus 30 minučių po sprogimo, turėtumėte rasti tinkamą pastogę. Per 30 minučių visa pradinė sprogimo spinduliuotė išnyks, o pagrindinis pavojus bus smėlio grūdelio dydžio radioaktyviosios dalelės, kurios nusės aplink jus.
Dillonas paaiškina:
Jei nelaimės metu atsidūrėte nesaugioje pastogėje, kuri negali suteikti tinkamos apsaugos, ir žinote, kad per 15 minučių tokio pastato nėra, turėsite palaukti pusvalandį ir eiti jo ieškoti. Prieš įeidami į pastogę įsitikinkite, kad nesate smėlio dydžio radioaktyviųjų medžiagų.
Tačiau kokie pastatai gali tapti įprasta prieglobsčiu? Dillonas sako taip:
Tarp jūsų ir sprogimo pasekmių turi būti kuo daugiau kliūčių ir atstumo. Pastatai su storomis betoninėmis sienomis ir stogais, daug žemės, pavyzdžiui, kai sėdi rūsyje iš visų pusių apsuptas žemėmis. Taip pat galite gilintis į didelius pastatus, kad būtumėte kuo toliau nuo nelaimės padarinių lauke.
Pagalvokite, kur savo mieste galite rasti tokį pastatą ir kokiu atstumu jis yra nuo jūsų.
Galbūt tai jūsų namų rūsys, ar pastatas, kuriame daug vidinių erdvių ir sienų, biblioteka su krūvomis knygų ir betoninėmis sienomis ar dar kažkas. Tiesiog rinkitės pastatus, kuriuos pasieksite per pusvalandį, ir nepasikliaukite transportu – daugelis pabėgs iš miesto, o keliai bus visiškai užkimšti.
Tarkime, patekote į savo pastogę, o dabar kyla klausimas: kiek laiko joje sėdėti, kol grėsmė praeis? Filmuose rodomos įvairios įvykių raidos – nuo kelių minučių prieglaudoje iki kelių kartų bunkeryje. Dillonas tvirtina, kad jie visi labai toli nuo tiesos.
Geriausia pasilikti prieglaudoje, kol atvyks pagalba.
Atsižvelgiant į tai, kad kalbame apie nedidelę bombą, kurios sprogimo spindulys yra mažesnis nei mylia, gelbėtojai turi greitai reaguoti ir pradėti evakuaciją. Tuo atveju, jei niekas neatvyks padėti, pastogėje reikia praleisti bent parą, bet vis tiek geriau palaukti, kol atvyks gelbėtojai – jie nurodys reikiamą evakuacijos maršrutą, kad neiššoktumėte į vietas su aukštas radiacijos lygis.
Radioaktyviųjų nuosėdų veikimo principas
Gali pasirodyti keista, kad būtų pakankamai saugu palikti prieglaudą po 24 valandų, tačiau Dillonas aiškina, kad didžiausią pavojų po sprogimo kelia ankstyvi radioaktyvūs krituliai, kurie yra pakankamai sunkūs, kad nusistovėtų per kelias valandas po sprogimo. Paprastai jie apima zoną, esančią netoli sprogimo, priklausomai nuo vėjo krypties.
Šios didelės dalelės yra pavojingiausios dėl didelio radiacijos lygio, kuris užtikrins greitą spindulinės ligos pradžią. Tai išskiria juos nuo mažesnių radiacijos dozių praėjus daugeliui metų po incidento.
Prieglaudoje esantis prieglobstis neišgelbės jūsų nuo vėžio ateityje, tačiau neleis greitai mirti nuo spindulinės ligos.
Taip pat verta prisiminti, kad radioaktyvioji tarša nėra stebuklinga medžiaga, kuri skrenda visur ir prasiskverbia į visas vietas. Bus ribotas regionas su dideliu radiacijos lygiu, o išėjus iš prieglaudos, turėsite kuo greičiau iš jos išeiti.
Čia reikia gelbėtojų, kurie pasakytų, kur yra pavojingos zonos riba ir kiek toli reikia eiti. Žinoma, be pačių pavojingiausių didžiųjų dalelių ore liks ir daug lengvesnių, tačiau jos nepajėgios iš karto sukelti spindulinės ligos – ko bandote išvengti po sprogimo.
Dillonas taip pat pažymėjo, kad radioaktyviosios dalelės labai greitai skyla, todėl 24 valandas po sprogimo būti už pastogės yra daug saugiau nei iš karto po sprogimo.
Mūsų popkultūra ir toliau mėgaujasi branduolinės apokalipsės tema, kai planetoje lieka vos keli išgyvenusieji, prisiglaudę požeminiuose bunkeriuose, tačiau branduolinė ataka gali būti ne tokia destruktyvi ir didelio masto.
Taigi turėtumėte pagalvoti apie savo miestą ir išsiaiškinti, kur bėgti, jei kas nors nutiktų. Galbūt koks nors bjaurus betoninis pastatas, kurį visada manėte architektūriniu persileidimu, vieną dieną išgelbės jūsų gyvybę.
