Ученые смоделировали ядерный огненный шар и нашли неожиданную особенность радиоактивных осадков

Для этого уран и другие элементы пришлось сильно нагреть.

Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории США провели эксперимент, позволивший лучше понять, как формируются частицы ядерных осадков. Для этого ученые использовали высокотемпературную плазменную трубку и воспроизвели часть условий, возникающих в ядерном огненном шаре.

В ходе эксперимента исследователи нагрели уран, цезий и церий до температуры свыше 4 тысяч градусов Цельсия. Уран в эксперименте представлял ядерное топливо, цезий — радиоактивный продукт деления, а церий использовали как заменитель плутония.

При таких температурах материалы испарялись, после чего ученые наблюдали, как они охлаждаются, конденсируются и превращаются в частицы. Команда сравнила два сценария охлаждения: в первом вещества остывали постепенно и непрерывно, во втором их некоторое время оставляли при очень высокой температуре, а затем резко охлаждали.

Уран и церий в обоих сценариях вели себя примерно одинаково: после снижения температуры они довольно быстро начинали конденсироваться. Поведение цезия оказалось заметно сложнее и стало главным сюрпризом исследования.

Во-первых, цезий конденсировался гораздо позже урана и церия. Во-вторых, когда цезий дольше оставался при высокой температуре, он активнее смешивался с другими элементами и образовывал более сложные соединения.

По словам химика Ракии Дхауи, время пребывания материалов при высокой температуре может менять химические реакции и влиять на то, как летучие элементы вроде цезия включаются в состав частиц.

Ученые признают, что лабораторная установка не воспроизводит всей сложности настоящего ядерного взрыва, и в реальных условиях ядерные осадки могут вести себя немного иначе. Но это все равно лучше, чем математическая модель, полагающаяся только на вычисления.