Загрузка...
Учебная работа. Реферат: Осторожно: термоядерные кометы
тайна Тунгусского метеорита
Гипотеза. Обломки кометы Шумейкера – Леви, упавшие на Юпитер, не превышали размерами 4 км, однако ударная волна разошлась на десятки тысяч километров. Это намного больше, чем если бы взрыв был вызван только кинетической энергией, да и химический оказался бы слабее.
Пусть в атмосферу планеты со скоростью 50 км/с входит ядро кометы диаметром 200 м. Так как скорость движения в 150 раз превышает звуковую, конус ударной волны замкнут на само ядро. В результате уже в стратосфере газ неизбежно начнет накапливаться перед ядром, с максимумом давления по его центру.
На границе тропосферы давление в этом скоплении газа превышает 20000 бар, что выше предела эластичности материала ядра кометы. Если это лед, то он под действием давления переход в модификации «лед2…лед7», повышается плотность ядра, сокращается объем, сжимаются все трещины и поры, частично изменяется его форма.
Все эти изменения происходят пропорционально распределению внешнего давления, которое формирует в головной части ядра кометы воронку. И происходит это по мере роста давления не плавно, а скачком, после перехода границы устойчивости материала. А из головного газового ядра внутрь воронки идет ударная волна, усиливающаяся на оси воронки за счет кумулятивного эффекта.
Для наглядности можно привести пример звуколюминесценции, когда сходящиеся звуковые волны в объеме стакана вызывают свечение газового пузырька с повышением температуры до 50000 К (теоретически – до 1000000 К).
В нашем случае мы имеем воронку диаметром 200 м, начальное давление порядка 20000 бар и температуру порядка 100000 К. при концентрации волны в области диаметром 2 м вполне возможно получить температуру 10^9 K и давление 2×10^8 бар, то есть условия, при которых возможны реакции ядерного синтеза.
Разумеется реальные показатели давления и температуры, скорее всего, не достигнут максимальных теоретических значений, как из-за неточности геометрии воронки, так и потому, что уже при параметрах в фокусе волны порядка 10^8 K и10^7 бар струя плазмы от кумулятивного сжатия пробьет канал сквозь оставшееся тело кометы.
При этом эмиссия частиц от отдельных ядерных реакций в зоне максимального сжатия и нагрева обеспечит ионизацию остающегося до Земли воздушного промежутка и его пробой от ионосферы к поверхности Земли.
Разряд в этом случае будет двойной: многоканальный, типа «стриммер» — из области начала ядерных реакций по кратчайшему пути к Земле (он образуется за счет разности потенциала между кометой и Землей и идет по трекам частиц ионизирующего излучения) и одноканальный, типа «лидер» (он образуется вслед за первым и обеспечивается действием заряженных частиц, разогнанных в разрядном канале, который идет вдоль траектории полета кометы от ионосферы и продлевает линию этой траектории сквозь зону взрыва по пологой кривой до встречи с Землей, так как инерция разогнанных частиц не позволяет им резко изменить направление движения).
Предполагаемая структура разрядного канала «лидера» — некий гибрид линейного ускорителя и участка плазменного кольца в токамаке. Так как разница потенциалов между Землей и ионосферой, а также сила тока в разряде чрезвычайно велики, ток потечет по внешней поверхности «проводника», а центральная область разрядного канала будет вакуумирована из-за взаимного отталкивания однонаправленных токов, образуя как бы трубу, в которой заряженные частицы смогут разгоняться до высоких скоростей.
Это свойство разрядного канала обеспечит «электроядерный эффект», то есть бомбардировку плазмы в зоне максимального сжатия и нагрева ускоренными частицами, например протонами, с дальнейшей реакцией по протон-протонному циклу.
дополнительную энергию к сжатой плазме подведет ток разрядного канала, тем более что, проходя сквозь тело кометы, тот должен будет сузиться до диаметра кумулятивной пробоины. В данном случае скорость электрических процессов на три порядка выше, чем кинематических, и предварительно расшириться канал никак не успеет.
таким образом, если один кумулятивный эффект от образования воронки в теле кометы и не обеспечит условий для надежного протекания условий для надежного протекания термоядерных реакций, то суммарное действие кинетического, электрического и электроядерного эффектов обеспечит нужные условия с большим запасом.
Вспомним теперь, из чего состоит тело кометы, пары которого заполняют воронку. Лунный грунт обогащен He3 настолько, что добыча его там предполагается рентабельной. Логично предположить, что комета обогащена им не меньше. далее, процентное соотношение дейтерия также должно быть повышенным, как из-за меньшей испаряемости тяжелой воды, так и за счет облучения космическими лучами с возможным захватом нейтронов.
То есть ядерный материал попадает в условия, при которых может начаться ядерная реакция…
Сам взрыв будет “многоканальным”, то есть ядерные реакции в нем могут проходит самые разнообразные – как водородно-геливые, так и углеродные, кислородно-азотные, в том или ином соотношении. Возможен также весь спектр реакций, вызываемых вторичными частицами, например, реакции деления и образования новых элементов.
В отличие от ядерного боеприпаса концентрация ядерного горючего здесь ниже, но это компенсируется большим “временем удержания” за счет поддержки массивным, предварительно сжатым, телом кометы и “электроядерным” эффектом ионосферного разряда.
Так как эпицентр взрыва смещен к передней части кометы, основная часть ее вещества (та, что не испарится) будет отброшена вверх и назад, горячие газы создадут вертикальный раскаленный столб, но характерный “гриб” скорее всего не образуется – из-за относительно большой высоты взрыва и малого захвата вещества с поверхности.
Распыленное вещество будет поднято в верхние слои атмосферы и создаст там свечение, как за счет рассевания света, так и за счет термолюминисценции ядерных явлений, например – свечение трития.
Анализ. Теперь сопоставим описанную схему с реально наблюдавшимися явлениями.
многие уже занимались кометной тематикой и Тунгусским метеоритом в частности. Именно огромная работа этих исследователей, заслуживающая признательности и благодарности, позволила проводить анализ явления. Если бы кто-то не откопал стекляшку в болоте, не нашел подозрительный кратер, не провел измерения, пришлось бы подождать, пока следующая комета прибудет в более населенный район.
очевидцы Тунгусского взрыва видели след за пролетающим объектом и слышали «орудийную пальбу», что может говорить об ионизации следа и о разрядах в атмосфере.
Мощность взрыва оценивается от 12 до 40 Мт, что вполне соответствует ядерному взрыву. Кинетический взрыв имел бы направленный, «веерный» характер, а число электрический был бы протяженным по длине разряда с максимальным нагревом вовне не в зоне ядра кометы, а в зоне менее плотного следа. Да и по мощности кинетической и электрической варианты не дотягивают на порядки.
На «болоте Кулика» были найдены многочисленные «депрессии» — ямы в торфянике, в одной из которых обнаружили кусок вспученного стекла, характерного для разряда молний. Это вполне согласуется с разрядами стриммеров из зоны взрыва. Образование ямы объясняется электрогидравлическим эффектом мгновенного повышения давления в воде при прохождении электрического разряда. Разряд ударил, влага в торфе испарилась, образовавшаяся местная ударная волна отштамповала воронку, а грунт, попавший на ось разряда, стал вспученным стеклом, что обычно для молний.
Многочисленность ям объясняется многочисленностью первичных заряженных частиц, вдоль треков которых сформировались разрядные каналы стриммеров.
несколько лет назад в журнале «Не может быть» была опубликована статья с фотографией кратера диаметром около 200 м. В его центре – горка из крупных валунов. Кратер расположен на склоне горы, глядящем в сторону эпицентра Тунгусского взрыва и отделенном от него на несколько сотен километров. Судя по возрасту поломанных елей, этот кратер является ровесником Тунгусского взрыва.
автор упомянутой статьи считал, что кратер образован прилетевшим туда ядром Тунгусского метеорита, но запечатленная на снимке центральная горка из крупных, нераздробленных валунов, как бы поднятых некой силой снизу, говорит, скорее, об электроразрядном характере взрыва, когда вещество ломается и отбрасывается за счет сил электрического отталкивания. При ударе твердого ядра центральная горка состояла бы из мелкодробленого, термически измененного материала с примесью вещества метеорита, а там крупные скалы из материнской породы.
Наиболее похож этот кратер на удар «лидера», который раскидал поверхностный слой грунта, а в центральной зоне раздробил и вытолкнул наверх породу за счет ее электрического отталкивания. Да и находится кратер там, где «надо», — на продолжении траектории.
Огненный столб от основного Тунгусского взрыва наблюдали свидетели. Свечение атмосферы в течение нескольких дней после взрыва видела вся Европа. На месте взрыва ничего не нашли, за исключением мелких тектитов и пыли, что вполне естественно: все испарилось, раздробилось и улетело вверх.
Грунт на месте взрыва обладает термолюминесценцией, ослабленной в центре за счет отжига, что вполне характерно для высотного ядерного взрыва.
Словом, в случае Тунгусского взрыва картина, которая складывается в результате его наблюдений и изучения следов, совпадает с предполагаемой схемой довольно полно. И не требуются допущения типа «инопланетного корабля», «черной дыры», «энергии вакуума», «козней Тесла» и прочая экзотика. То, что предлагаемая гипотеза базируется на традиционных дисциплинах, в числе которых аэродинамика, теория деформаций под давлением, электротехника, ядерная физика, делает ее вполне проверяемой и моделируемой, с той или иной точностью, в зависимости от точности исходных данных и качества вычислительного процессора.
В 1930 г. в Бразилии случился взрыв, который называют близнецом Тунгусского. Данных по нему меньше, но мелкое дробление вещества отмечено, а оно достигается при ядерном взрыве – у атомной бомбы осколков не бывает.
В 1994 г. падение обломков кометы на Юпитер дало гигантское превышение энергетического выхода по сравнению с их кинетической энергией. Стоит отметить, что Юпитер имеет сильное магнитное поле, радиационные пояса, ионосферу, в его атмосфере много водорода, а значит, и дейтерия, так что условия для реализации описанной схемы еще благоприятней, чем на Земле.
размеры вовсе не обязательны, при некотором уровне мощности взрыв над океаном вреднее, чем над сушей…
конечно, описанную схему необходимо проверить на хорошей научной базе. Например, в подмосковном ЦНИИмаше есть специалисты по баллистике, гиперзвуковой аэродинамике, имеется неплохой экспериментальный комплекс. Правда, он ориентирован на испытания моделей спускаемых аппаратов с имитацией теплового воздействия потока плазмотронами, но все же кое-что там можно получить, хотя бы данные по молекулярной кинетике для последующих аэродинамических расчетов.
Далее, в литературе есть достаточно глухая информация об исследованиях по неядерной инициации термоядерного взрыва. работы эти, конечно, закрытые, но некоторые данные и методики расчетов могли бы пригодиться.
Пока же любой «точный» расчет будет просто математической декларацией, пригодной для сдачи экзамена.
Возможно, дальнейшая разработка предлагаемой гипотезы не изменит существенно схемы процесса, но результаты более подробных расчетов позволят дать граничные условия и рекомендации, например: комета до 50 м диаметром не взорвется, а комета более 200 м взорвется обязательно, или при скорости 12 км/с не взорвется, а при скорости свыше 30 км/с – непременно. То же – насчет углов входа в атмосферу и материала ядра.
Эти данные понадобятся для последующих решений по организации наблюдений за небесными объектами и защиты от них, в том числе для выбора наиболее опасных из них при подходе групп осколков, если оборона будет ограничена в боекомплекте.