Del:
10 Nuclear Mysteries Vi har formået at løse
For bedre eller værre har atomkraft ændret verden. Men det er ikke uden sine mysterier. Siden kerneenergi blev opdaget, har den givet anledning til en række forvirrende spørgsmål. Mange er blevet besvaret, men mange andre skaber kun flere mysterier.
10 Rope Trick Effect
I 1940'erne og 50'erne forsøgte forskere at forstå atomudbrud ved at tage billeder af dem kun millisekunder efter en bombe gik af sted. Umiddelbart bemærkede de bizarre pigge, der stod ud fra bunden. De antog at atomvåben ville være mest symmetriske, så de mærkelige pigge var et komplet mysterium.
En forsker ved navn John Malik undersøgte det ulige fænomen. Han bemærkede snart, at piggerne var på samme sted som kablerne holdt bomben på plads på et tårn. Malik antog kablerne skabte de mærkelige pigge, men han var nødt til at teste sin teori. Under de næste par eksplosioner malede han ledningerne med forskellige typer maling. Han forsøgte endda aluminiumfolie. I de efterfølgende fotos viste pigerne sig faktisk at være kablerne. Når de blev fotograferet, havde de imidlertid en omvendt farve som et negativt billede.
Sorte kabler optrådte hvide og lyse, mørke. Da mørke nuancer absorberer mere varme end lys nuancer, absorberede de mørkfarvede kabler blastens varme og fordampes i et klart hvidt lys. Lysende dem absorberede ikke varme så hurtigt og glødede ikke. Med mysteriet løst, kaldte Malik fænomenet "Rope Trick Effect."
9 Radioaktiv regn
Efter nedbrydningen i kernekraftreaktoren Fukushima Daiichi og nyheden om, at radioaktive affald var i Stillehavet, var nogle beboere i den nordamerikanske vestkyst bekymret for, at stråling drev deres vej. Flere YouTube-videoer viste, at Geiger-tællerne optager unaturligt høje niveauer af stråling efter regn. Forbindelsen til Fukushima blev lavet, som også var konspirationsteorier om regeringens omslag.
På trods af den forvirring, der kan genereres af videoer som disse, siger eksperter, at en lejlighedsvis strålingsspike efter regn er et naturligt forekommende fænomen. En stor mængde uran er til stede i jord og sten og gennemgår en række kemiske forandringer gennem hele halveringstiden på 4,5 milliarder år. Til sidst bliver det til radongas, som så siver ud af jorden. Nogle gange er der fænomener kaldet radon washouts, hvor den naturligt akkumulerede radon falder til jorden i nedbør. Radon har en halveringstid på kun få dage, så strålingen hurtigt rydder op og betragtes ikke som sundhedsrisiko.
8 Hvorfor er der så meget lithium?
Litiumspørgsmålet har generet forskere i årevis. Der er meget lithium i universet, men ingen har været i stand til at forklare hvorfor. De fleste tunge elementer i universet danner indersiden af stjerner og gennem supernovaer, men lithium-7 kan ikke modstå sådanne temperaturer.
Litium er et "lyselement", som ikke kan danne indersiden af stjerner. Det er meget mindre rigeligt i Mælkevejen end nærliggende elementer i det periodiske bord. Mens noget lithium blev overladt fra Big Bang og kosmiske stråler, der interagerer med interstellært materiale, måske har dannet mere, forklarer det stadig ikke de mængder, vi har målt i universet.
I 1950'erne teoretiserede videnskabsmænd teorien om, at beryllium-7 undertiden dannede sig tæt på en stjernes overflade og derefter blev skubbet til dets ydre områder, hvor den blev henfaldt til lithium. Men ingen vidste sikkert, indtil Japans Subaru-teleskop var vidne til Nova Delphini 2013. Efter 60 år kunne astronomerne endelig sætte mysteriet i hvile, da de opdagede, at beryllium blev skudt ud af den eksploderende stjerne med høj hastighed - det perfekte scenario for at skabe lithium .
Løsningerne til disse slags rummysier fører dog ofte til flere spørgsmål. Efter at beryllium blev observeret, forsvandt den bare, idet forskerne kløvede hovedet på, hvor alting gik så pludselig.
7 Projektet Fejlløse Mysteriet
I Nevada-ørkenen er der en cylinder på 2,5 meter høj, der markerer webstedet for Project Faultless, den underjordiske detonering af en atombombe den 19. januar 1968. Da steder blev brugt gentagne gange til test, var det yderst usædvanligt, at denne havde kun en enkelt detonation.
Så hvorfor opbyggede regeringen et dyrt underjordisk nukleart testcenter kun for en enkelt bombe? Under den kolde krig sprængte begge sider utallige enheder i våbenløbet. På et tidspunkt rystede Las Vegas hver tredje dag med en ny eksplosion. Virksomhedsejere blev trætte af testen, men en især multibillionær Howard Hughes havde mere træk end de andre.
Efter langvarig skakning skrev Hughes et langt, vandrende brev til præsident Lyndon Johnson, der klagede over eksplosionerne. Man mente, at hans brev blev ignoreret, men det viser sig ikke engang, præsidenten kan ignorere en af de rigeste og mest magtfulde mænd i verden. Udover at kontrollere Las Vegas var Hughes en oliemagnat og en af de største forsvarsleverandører i USA. Til sidst bøjede Johnson sig til pres fra Hughes og indledte Project Faultless for at se, om flytning af teststedet længere væk fra Vegas ville løse det rystende problem.
Fejlfri var en af de største brintbomber, der nogensinde blev detoneret på det amerikanske fastland. Blastet var så stærkt, at det forårsagede jorden at synke 2,5 meter (8 ft) og åbne sprækker 1 meter over. Men på trods af at testcentret flyttede, gjorde det ikke noget for at afhjælpe rystningen i Vegas, meget til skuffelsen af Hughes og byens hotelejere.
6 Japans radioaktive svampe
Under Fukushima-katastrofen spredte stråling over en stor del af det nordøstlige Japan.Mens mad fra Fukushima hovedsagelig var begrænset på grund af dets høje strålingsindhold, viste de fleste fødevarer fra de omkringliggende præfekturer at have enten normale niveauer af stråling eller niveauer inden for strenge grænser. Men at plukke og spise vilde svampe er et tidsfordriv i Japan. Efter katastrofen viste mange af de vilde svampe endog hundreder af kilometer at have strålingsniveauer langt over lovmæssige grænser.
Nogle svampe er strålingsmagneter. De er så gode til at suge stråling, at de selv er blevet foreslået som en måde at rydde op på stråling fra nedfald. Når der blev opdaget svampe med stærke strålingsniveauer i Japan, slog regeringen et tæppeforbud på at sælge alle slags vild svampe i butikker og restauranter, medmindre de blev testet og fundet sikre.
Men der opstod et mysterium snart. Efter testning viste nogle af svampe med niveauer, der oversteg den lovlige grænse, at have stråling, der ikke kunne være kommet fra den mislykkede plante. Så spørgsmålet var: Hvor var det fra?
Test viste, at strålingen faktisk var meget ældre. Den type stråling, disse svampe indeholdt, var fra nukleare tests fra 1940'erne, '50'erne og' 60'erne. Nogle blev også sporet til Tjernobyl-katastrofen. Selv om det område, hvor svampe blev plukket, var sikkert, havde svampene absorberet den dvælende stråling, som derefter akkumulerede til farlige niveauer. Svampens absorptionshastighed varierer fra art til art. Men med de fleste mennesker ude af stand til at fortælle, hvilke slags svampe der udgør en kontamineringsrisiko, anbefalede forskerne ikke at spise selvvalgte svampe efter opdagelsen.
5 Mangans uplettede nedfaldshastighed
I 2006 registrerede fysikere i Purdue, Stanford og andre steder et fænomen, der spytter i lyset af moderne nuklear videnskab. Radioaktive henfaldshastigheder er længe blevet holdt konstant, men disse forskere fandt ud af, at radioaktive henfaldshastigheder voksede mere udtalt om vinteren end om sommeren. Naturligvis testede de de usædvanlige resultater i flere forskellige laboratorier for at kontrollere fejl, men fandt resultaterne konstante. Deres søgning efter en forklaring tog dem væk fra vores planet og mod solen.
Når man kontrollerer nedbrydningshastigheden af en manganisotop, fandt en purdue fysiker, at ændringen i satser faldt sammen med en sollys, der skete en nat tidligere. Fra 2006 til 2012 blev den usædvanlige forekomst registreret i løbet af 10 sollys.
Mens fysikere har løst hvorfor mangfoldigheden af mangan-54 mystisk ændret sig, har de ikke fundet ud af videnskaben bagved den. De mener, at det kan være en interaktion mellem ioniserende partikler og neutrinos, men det er svært at være sikker på. Uanset hvorfor det sker, kan denne opdagelse bruges til at oprette en advarselsanordning til soludbrud. Purdue har allerede indgivet et patent til konceptet, som kunne give en rettidig advarsel om at lukke kraftværker og kommunikationsinfrastrukturer, før en koronal masseindsprøjtning har ødelæggende konsekvenser for moderne teknologi.
4 Kinas Nuclear Raid On South Africa
I 2007 rappede to grupper af væbnede mænd Pelindaba Nuclear Research Center i Sydafrika. De deaktiverede lag af sikkerhed og skadede en off-duty natvagt, der endelig lykkedes at stjæle en bærbar computer fra facilitetens kontrolrum. De blev aldrig anholdt.
Efter indbruddet overgik konspirationsteorierne til de synderes identitet. Officielt markerede den sydafrikanske regering indbruddet som en mislykket indbrud. Men det svarede ikke, hvorfor to grupper af indbrudstyvere kun ville rive et nukleare anlæg til at stjæle en bærbar computer. Efterhånden som indbrudstyvningen blev rystet, blev flere amerikanske medier udsat for hændelsen og mærket det som en terroristgruppes forsøg på at opbygge et atomvåben.
Wikileaks udgav en række diplomatiske kabler mellem USA og Sydafrika, hvor den sydafrikanske regering fastlagde sin indbrudsteori. Senere hævdede dokumenter, der var lækket til Al Jazeera, at sydafrikanske spioner lagde skylden på den kinesiske regering, som senere indledte et atomprogram, der anvendte den samme type teknologi, der blev brugt på Pelindaba.
3 Radiation Cloud over Europe
I 2011 registrerede Tjekkos kontor for nuklear sikkerhed en stigning i stråling over hele landet. Kort tid efter begyndte organisationer i hele Europa at få hits fra iod-131, et biprodukt af atomreaktorer og atomvåben. Da det var kort tid efter Fukushima, gik offentligheden straks til Japan som synderen. Imidlertid lignede forbindelsen igen, ligesom forskerne fra radon, hvile af forskere. Da Fukushima-meltdown ville have frigivet flere andre typer isotoper ud over dem, der blev påvist af forskere, var strålingskilden et mysterium.
Teorierne var overflodige. Nogle sagde det startede i et farmaceutisk produktionsanlæg. Andre sagde, at det kunne have lækket fra et hospital. Stadig andre sagde, at det kunne være kommet fra en atomubåde eller en lækage under transport af nukleare materialer. Til sidst sagde Ungarn, at kilden sandsynligvis blev frigivet fra Institute of Isotopes Co., Ltd., en isotopfabrikant i Budapest, der producerer materialer til sundhedspleje, forskning og industri. Mystiet syntes at være blevet ryddet op, selvom institutlederen sagde, at det konstaterede beløb var ud over, hvad hans institut kunne have udsendt.
Uanset hvor det stammer fra, var niveauet af stråling detekteret, kun 40.000th (eller .0025 procent) af dosen af en transatlantisk flyvning. Men mens det ikke var højt nok til at udgøre en risiko for menneskers sundhed, var nyhederne om en radioaktiv sky, der spredte sig over hele Europa, uden tvivl foruroligende for dens beboere.
2 Den 1200-årige Nuclear Mystery Løst af en undergrad og Google
Ved at studere træring data opdagede forskerne, at jorden blev ramt af en intens burst af høj energi stråling for 1200 år siden. Omkring 774 til 775 steg niveauet af den radioaktive isotopcarbon-14 med 1,2 procent, hvilket ikke lyder så meget, men er ca. 20 gange det normale strålingsniveau. Denne form for forandring kunne kun have været forårsaget af en supernova eller solstorm fra en kæmpe solflare. Effekten af en sådan begivenhed ville imidlertid være blevet bemærket på det tidspunkt, og historiske journaler syntes ikke at vise noget.
Derefter lyttede Jonathon Allen, en biokemi hoved ved University of California, til a Natur podcast detailing finden. I modsætning til de andre forskere forsøgte han en simpel Google-søgning. Det bragte ham til Avalon-projektet, et bibliotek med online juridiske og historiske dokumenter. Rulle gennem en kopi af det ottende århundrede Angelsaksisk krønike, fandt han referencen til en ærredig korsfæst, som dukkede op i himlen, efter solnedgang.
Det kunne let have været en ikke-registreret supernova. Objektet blev set i den vestlige himmel efter solnedgang og kan være blevet fordybet af Solen og forklarede hvorfor det blev registreret. Det kan også være blevet yderligere dækket af en tæt sky af interstellært støv, hvilket ville forklare den røde nuance. Da det handler om begivenheder, der er sket for over 1000 år siden, vil mysteriet aldrig blive løst til alles tilfredshed, men Allens ide har imponeret mange forskere.
1 Hvorfor er rød maling så billig?
Hvorfor rød maling er billigere end andre farver er ikke noget, der normalt er forbundet med nuklear fusion. Ikke desto mindre er det et nuklear mysterium. Rød oker, Fe2O3, er en jernforbindelse, der gør maling rød. Det er billigt i forhold til andre farveforbindelser, fordi det er så rigeligt, og interstellær nuklear fusion er årsagen til, at der er så meget af det.
En stjerne går igennem forskellige faser af nuklear fission, der falder ned, da dets strømniveau forsvinder. Men da det bliver mindre, stiger dets tryk, hvilket også medfører en stigning i temperaturen. Dette skaber flere reaktioner, som igen danner mere tunge elementer. Det er en cyklus, der gentager sig gennem en stjernes levetid, hvilket skaber mere tunge elementer længere op på det periodiske bord.
Processen fortsætter indtil det samlede antal protoner og neutroner når 56, hvorefter stjernen falder sammen. Da 56 er slutningen af cyklen, producerer stjerner flere ting med 56 neukleoner (bortset fra superlyselementer) end noget andet. Jern, der bruges til at lave rød maling, har 56 neukleoner i sin stabile tilstand. Så rød maling er billig, fordi den er et produkt af universets milliarder døde stjerner.