Новое открытие в останках первого в истории ядерного испытания

Спустя более 80 лет после испытания «Тринити», продемонстрировавшего разрушительную мощь атомного взрыва, ученые продолжают находить уникальные материалы в его остатках. В ходе недавнего анализа образцов, собранных на месте эксперимента, была обнаружена кристаллическая структура в форме каркаса, называемая клатратом. Это первый случай, когда подобное соединение сформировалось под экстремальным воздействием энергии ядерного взрыва.

История формирования тринитита

Первое в мире испытание плутониевой бомбы состоялось 16 июля 1945 года в пустыне Нью-Мексико в рамках «Манхэттенского проекта». Мощность взрыва составила около 21 килотонны в тротиловом эквиваленте. Колоссальная энергия превратила в пар грунт и металлоконструкции башни высотой 30 метров, смешав их с песком в стекловидную массу, получившую название тринитит.

• Зеленый тринитит — наиболее распространенная разновидность.
• Красный тринитит — форма, содержащая повышенную концентрацию металлов из медной проводки и каркаса испытательной вышки.

Научная ценность находок

Ранее тринитит считался лишь необычным сувениром, однако сегодня он представляет серьезный интерес для геологов. В 2021 году группа исследователей под руководством Луки Бинди из Флорентийского университета уже находила в красном тринитите редкие икосаэдрические квазикристаллы. Применяя методы рентгеновской дифракции и электронного микрозондового анализа, ученые выявили внутри капель меди новый тип клатрата на основе кальция, меди и кремния.

Клатраты представляют собой соединения, где молекулы одного вещества «заперты» в каркасе другого. Ученые отмечают, что открытие этого материала в составе продуктов ядерного взрыва подтверждает уникальность химических процессов, протекающих при экстремальных температурах и давлении в десятки тысяч атмосфер.

Выводы исследователей

Компьютерное моделирование показало, что обнаруженный клатрат мог существовать лишь при концентрации меди около 10 процентов, что значительно ниже фактических 21 процента, зафиксированных в составе тринитита. Это свидетельствует о том, что кристаллическая структура сформировалась мгновенно в момент пиковых нагрузок и быстрого остывания вещества.

Данное исследование, опубликованное в издании Proceedings of the National Academy of Sciences, подчеркивает, что даже в эпицентре масштабных разрушений могут возникать редкие и сложные кристаллические фазы, изучение которых позволяет лучше понять физику процессов, вызванных ядерной детонацией.