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10 Nuclear Mysteries, die wir lösen konnten
Zum Guten oder Schlechten hat die Kernenergie die Welt verändert. Aber es ist nicht ohne seine Geheimnisse. Seit der Entdeckung der Kernenergie hat sich eine Reihe verwirrender Fragen ergeben. Viele wurden beantwortet, aber viele andere schaffen nur mehr Mysterien.
10 Der Seil-Trick-Effekt
In den 1940er und 50er Jahren versuchten Wissenschaftler, Atomexplosionen zu verstehen, indem sie nur wenige Millisekunden nach dem Start einer Bombe Fotos von ihnen machten. Sofort bemerkten sie bizarre Stacheln, die aus dem Boden ragten. Sie nahmen an, dass die Atombomben meist symmetrisch sein würden, so dass die fremden Spitzen ein komplettes Rätsel waren.
Ein Forscher namens John Malik untersuchte das seltsame Phänomen. Er bemerkte bald, dass sich die Stacheln an der gleichen Stelle befanden wie die Kabel, die die Bombe an einem Turm befestigen. Malik vermutete, dass die Kabel die seltsamen Spikes erzeugten, aber er musste seine Theorie testen. Während der nächsten Explosionen malte er die Schnüre mit verschiedenen Lackarten. Er versuchte sogar Aluminiumfolie. In den folgenden Fotos waren die Spikes tatsächlich die Kabel. Beim Fotografieren hatten sie jedoch eine umgekehrte Farbe wie ein Negativfoto.
Schwarze Kabel wirkten weiß und hell, dunkel. Da dunkle Schatten mehr Wärme absorbieren als helle Schatten, absorbierten die dunklen Kabel die Wärme der Explosion und verdampften in hellem weißem Licht. Helle absorbierten die Wärme nicht so schnell und glühten nicht. Nachdem das Rätsel gelöst wurde, nannte Malik das Phänomen den "Seil-Trick-Effekt".
9 Radioaktiver Regen
Nach dem Zusammenbruch des Atomreaktors Fukushima Daiichi und der Nachricht, dass sich radioaktiver Schutt im Pazifik befand, waren einige Bewohner der nordamerikanischen Westküste besorgt, dass die Strahlung in ihre Richtung abdriftet. Mehrere YouTube-Videos zeigten, dass Geiger-Counter unnatürlich hohe Strahlungswerte nach Regen aufzeichnet. Die Verbindung zu Fukushima wurde hergestellt, ebenso wie Verschwörungstheorien über Vertuschungen der Regierung.
Trotz der Verwirrung, die durch Videos wie diese erzeugt werden kann, sagen Experten, dass gelegentliche Strahlungsspitzen nach Regen ein natürlich vorkommendes Phänomen sind. Eine große Menge Uran ist in Boden und Gestein vorhanden und durchläuft während seiner Halbwertszeit von 4,5 Milliarden Jahren eine Reihe chemischer Veränderungen. Schließlich wird daraus Radongas, das aus dem Boden austritt. Manchmal gibt es Phänomene, die als Radon-Auswaschungen bezeichnet werden, bei denen das natürlich angesammelte Radon bei Niederschlag auf die Erde fällt. Radon hat eine Halbwertszeit von nur wenigen Tagen, so dass sich die Strahlung bald auflöst und kein Gesundheitsrisiko darstellt.
8 Warum gibt es so viel Lithium?
Die Lithium-Frage hat Wissenschaftler seit Jahren gestört. Es gibt viel Lithium im Universum, aber niemand konnte erklären, warum. Die meisten schweren Elemente im Universum bilden sich innerhalb von Sternen und durch Supernovae, aber Lithium-7 kann solchen Temperaturen nicht standhalten.
Lithium ist ein „Lichtelement“, das sich innerhalb von Sternen nicht bilden kann. In der Milchstraße ist es viel weniger als in der Nähe des Periodensystems. Obwohl etwas Lithium vom Urknall übrig geblieben war und sich kosmische Strahlung möglicherweise mit interstellarer Materie interagiert hat, erklärt es immer noch nicht die Mengen, die wir im Universum gemessen haben.
In den 1950er Jahren haben Wissenschaftler theoretisiert, Beryllium-7 bildete sich manchmal in der Nähe der Oberfläche eines Sterns und wurde dann in die äußeren Regionen gedrängt, wo es in Lithium zerfiel. Aber niemand wusste es genau, bis das japanische Subaru Telescope die Nova Delphini 2013 erlebte. Nach 60 Jahren konnten die Astronomen endlich das Rätsel aufgeben, als sie entdeckten, dass Beryllium mit hoher Geschwindigkeit aus dem explodierenden Stern geschossen wurde - das perfekte Szenario für die Erzeugung von Lithium .
Die Lösungen für solche Raumgeheimnisse führen jedoch häufig zu weiteren Fragen. Nachdem das Beryllium beobachtet worden war, verschwand es einfach und die Wissenschaftler kratzten sich am Kopf, wohin alles so plötzlich ging.
7 Das Projekt Fehlerloses Geheimnis
In der Wüste von Nevada gibt es einen 2,5 Meter hohen Zylinder, der den Standort des Projekts Faultless, der unterirdischen Detonation einer Atombombe am 19. Januar 1968, markiert. Da Standorte wiederholt zu Testzwecken genutzt wurden, war es äußerst ungewöhnlich dieser hatte nur eine einzige Detonation.
Warum hat die Regierung eine teure unterirdische Atomtestanlage für eine einzige Bombe gebaut? Während des Kalten Krieges detonierten beide Seiten im Wettrüsten unzählige Geräte. Las Vegas zitterte alle drei Tage mit einer neuen Explosion. Die Unternehmer waren der Tests überdrüssig, aber insbesondere der Multimilliardär Howard Hughes hatte mehr Anziehungskraft als die anderen.
Nachdem er das Schütteln lange genug ertragen hatte, schrieb Hughes einen langen Brief an Präsident Lyndon Johnson, der sich über die Explosionen beschwerte. Es wurde angenommen, dass sein Brief ignoriert wurde, aber es stellt sich heraus, dass nicht einmal der Präsident einen der reichsten und mächtigsten Männer der Welt ignorieren kann. Neben der Kontrolle von Las Vegas war Hughes ein Ölmagnat und einer der größten Verteidiger in den USA. Schließlich gab Johnson dem Druck von Hughes nach und initiierte Project Faultless, um zu sehen, ob das Bewegen des Testgeländes von Vegas entfernt sein könnte.
Faultless war eine der größten Wasserstoffbomben, die jemals auf dem US-amerikanischen Festland detoniert wurden. Die Explosion war so stark, dass der Boden 2,5 Meter absank und sich 1 Meter breite Spalte öffnete. Trotz des Umzugs der Testanlage hat dies nichts getan, um die Erschütterung in Vegas zu mildern, sehr zur Enttäuschung von Hughes und den Hotelbesitzern der Stadt.
6 Japans radioaktive Pilze
Während der Katastrophe von Fukushima breitete sich die Strahlung in einem großen Teil des Nordostens Japans aus.Während Lebensmittel aus Fukushima aufgrund ihres hohen Strahlungsgehalts hauptsächlich eingeschränkt waren, wurde festgestellt, dass die meisten Lebensmittel aus den umliegenden Präfekturen entweder normale Strahlungswerte oder Konzentrationen innerhalb strenger Grenzen hatten. Das Sammeln und Essen von Wildpilzen ist jedoch ein Zeitvertreib in Japan. Nach der Katastrophe wurde festgestellt, dass viele der selbst hunderte Kilometer entfernten Waldpilze weit über den gesetzlichen Grenzwerten liegen.
Einige Pilze sind Strahlungsmagnete. Sie sind so gut darin, Strahlung aufzusaugen, dass sie sogar vorgeschlagen wurden, um Strahlung von Fallout zu bereinigen. Als in Japan Pilze mit hoher Strahlenbelastung entdeckt wurden, verhängte die Regierung ein generelles Verbot des Verkaufs von Wildpilzen aller Art in Geschäften und Restaurants, es sei denn, sie wurden getestet und als sicher befunden.
Es entstand jedoch bald ein Rätsel. Nach dem Test wurde festgestellt, dass einige der Pilze, deren Gehalt die gesetzliche Grenze überschritt, eine Strahlung aufwiesen, die nicht von der ausgefallenen Pflanze stammen konnte. Die Frage war also: Woher kam es?
Tests zeigten, dass die Strahlung tatsächlich viel älter war. Die Art der Strahlung, die diese Pilze enthielten, stammte aus Atomtests der 1940er, 50er und 60er Jahre. Einige wurden auch auf die Tschernobyl-Katastrophe zurückgeführt. Obwohl der Bereich, in dem die Pilze gepflückt wurden, sicher war, hatten die Pilze die verbleibende Strahlung absorbiert, die sich dann auf gefährliche Ebenen ansammelte. Die Strahlungsabsorptionsrate von Pilzen unterscheidet sich von Art zu Art. Da die meisten Menschen nicht erkennen können, welche Pilzarten ein Kontaminationsrisiko darstellen, empfahlen die Forscher, nach der Entdeckung keine selbstgepflückten Pilze zu essen.
5 Ungeklärte Zerfallsrate von Mangan
Im Jahr 2006 registrierten Physiker in Purdue, Stanford und anderen Orten ein Phänomen, das angesichts der modernen Nuklearwissenschaft ausspuckte. Radioaktive Zerfallsraten wurden lange als konstant angesehen, aber diese Forscher stellten fest, dass die radioaktiven Zerfallsraten im Winter stärker als im Sommer zunahmen. Natürlich testeten sie die ungewöhnlichen Ergebnisse in verschiedenen Laboren, um Fehler zu überprüfen, stellten jedoch fest, dass die Ergebnisse konstant waren. Ihre Suche nach einer Erklärung brachte sie von unserem Planeten und der Sonne entgegen.
Bei der Überprüfung der Zerfallsrate eines Manganisotops stellte ein Purdue-Physiker fest, dass die Änderung der Raten mit einer Sonneneruption zusammenfiel, die eine Nacht zuvor stattgefunden hatte. Von 2006 bis 2012 wurde das ungewöhnliche Ereignis bei 10 Sonneneruptionen registriert.
Während Physiker gelöst haben, warum sich die Zerfallsrate von Mangan-54 auf mysteriöse Weise verändert hat, haben sie die dahinterstehende Wissenschaft nicht herausgefunden. Sie glauben, es könnte eine Wechselwirkung zwischen ionisierenden Partikeln und Neutrinos sein, aber es ist schwierig, sicher zu sein. Unabhängig davon, warum dies geschieht, kann diese Entdeckung verwendet werden, um eine Warnvorrichtung für Sonneneruptionen zu erstellen. Purdue hat bereits ein Patent für das Konzept angemeldet, das eine rechtzeitige Warnung vor dem Abschalten von Kraftwerken und Kommunikationsinfrastrukturen darstellen könnte, bevor eine koronale Masseninjektion verheerende Folgen für die moderne Technologie hat.
4 Chinas Nuklearangriff auf Südafrika
2007 durchsuchten zwei Gruppen bewaffneter Männer das Kernforschungszentrum Pelindaba in Südafrika. Sie deaktivierten Sicherheitsschichten und verletzten einen Nachtwächter, der schließlich einen Laptop aus dem Kontrollraum der Einrichtung stahl. Sie wurden nie gefasst.
Nach dem Einbruch gab es zahlreiche Verschwörungstheorien über die Identität der Täter. Offiziell bezeichnete die südafrikanische Regierung den Einbruch als gescheiterten Einbruch. Aber es antwortete nicht, warum zwei Gruppen von Einbrechern eine Atomanlage überfallen und nur einen Laptop stehlen wollten. Mehrere US-amerikanische Medien griffen die Wackeligkeit der "Einbruchstheorie" auf und beschimpften den Vorfall und bezeichneten ihn als den Versuch einer terroristischen Gruppe, eine Atomwaffe zu bauen.
Wikileaks veröffentlichte eine Reihe diplomatischer Kabel zwischen den USA und Südafrika, in denen die südafrikanische Regierung an ihrer Einbruchstheorie festhielt. Später wurden jedoch Dokumente an Al Jazeera durchgesickert, wonach südafrikanische Spione die chinesische Regierung verantwortlich machten, die später ein Nuklearprogramm mit derselben in Pelindaba verwendeten Technologie einführte.
3 Die Strahlenwolke über Europa
Im Jahr 2011 verzeichnete das Büro für nukleare Sicherheit der Tschechischen Republik im ganzen Land einen Anstieg der Strahlung. Bald darauf erhielten Organisationen in ganz Europa Treffer von Jod-131, einem Nebenprodukt von Atomreaktoren und Atomwaffen. Angesichts der Tatsache, dass es kurz nach Fukushima war, gingen die Augen des Publikums sofort als Schuldige nach Japan. Ähnlich wie bei den Radonauswaschungen wurde die Verbindung jedoch von Wissenschaftlern zur Ruhe gebracht. Da der Zusammenbruch von Fukushima neben den von Wissenschaftlern entdeckten Isotopen mehrere andere Arten von Isotopen freigesetzt hätte, war die Quelle der Strahlung ein Rätsel.
Theorien gab es zuhauf. Einige sagten, es habe in einer pharmazeutischen Fabrik angefangen. Andere sagten, es könnte aus einem Krankenhaus durchgesickert sein. Wieder andere sagten, es könnte von einem Atom-U-Boot oder einem Leck während des Transports von Kernmaterial stammen. Schließlich sagte Ungarn, dass die Quelle wahrscheinlich vom Institute of Isotopes Co., Ltd., einem Isotopenhersteller in Budapest, veröffentlicht wurde, der Materialien für das Gesundheitswesen, die Forschung und die Industrie herstellt. Das Rätsel schien geklärt zu sein, obwohl der Direktor des Instituts angab, dass die Menge, die er festgestellt hatte, über dem lag, was sein Institut hätte ausgeben können.
Unabhängig davon, woher sie kam, waren die festgestellten Strahlungswerte nur ein 40.000stel (oder 0,0025 Prozent) der Dosis eines transatlantischen Fluges. Obwohl dies nicht hoch genug war, um die menschliche Gesundheit zu gefährden, war die Nachricht über eine sich in ganz Europa ausbreitende radioaktive Wolke für die Bewohner zweifellos beunruhigend.
2 Das 1200 Jahre alte nukleare Rätsel wurde von einem Undergrad und Google gelöst
Durch die Untersuchung der Daten von Baumringen entdeckten die Wissenschaftler, dass die Erde vor 1.200 Jahren von einem heftigen Ausbruch energiereicher Strahlung getroffen wurde. Um 774 bis 775 stieg das Niveau des radioaktiven Isotops Kohlenstoff-14 um 1,2 Prozent an, was nicht viel klingt, aber etwa das 20-fache des normalen Strahlungsniveaus beträgt. Diese Art von Veränderung könnte nur durch eine Supernova oder einen Sonnensturm von einer riesigen Sonneneruption verursacht worden sein. Die Auswirkungen eines solchen Ereignisses wären jedoch zu diesem Zeitpunkt bemerkt worden, und historische Aufzeichnungen schienen nichts zu zeigen.
Dann hörte Jonathon Allen, ein Biochemie-Major an der University of California, einen Natur Podcast detailliert den Fund. Im Gegensatz zu den anderen Forschern versuchte er eine einfache Google-Suche. Es brachte ihn zum Avalon-Projekt, einer Bibliothek mit rechtlichen und historischen Online-Dokumenten. Durchblättern einer Kopie des achten Jahrhunderts Angelsächsische Chronik, fand er einen Hinweis auf ein "rotes Kruzifix", das am Himmel "nach Sonnenuntergang" erschien
Es hätte leicht eine nicht aufgezeichnete Supernova sein können. Das Objekt war nach Sonnenuntergang in den westlichen Himmeln zu sehen und wurde möglicherweise von der Sonne verdeckt. Dies erklärt, warum es nicht aufgenommen wurde. Es könnte auch durch eine dichte interstellare Staubwolke verdeckt worden sein, die den Rotton erklären würde. Da es sich um Ereignisse handelt, die vor über 1.000 Jahren stattfanden, wird das Rätsel niemals zur Zufriedenheit aller gelöst, aber Allens Idee hat viele Wissenschaftler beeindruckt.
1 Warum ist rote Farbe so günstig?
Warum rote Farbe billiger ist als andere Farben, ist normalerweise nicht mit der Kernfusion verbunden. Trotzdem ist es ein nukleares Mysterium. Roter Ocker, Fe2O3ist eine Eisenverbindung, die Farbe rot macht. Es ist billig im Vergleich zu anderen Farbstoffen, weil es so reichlich ist, und die interstellare Kernfusion ist der Grund dafür, dass es so viel davon gibt.
Ein Stern durchläuft verschiedene Stadien der Kernspaltung und schrumpft, während sein Leistungsniveau nachlässt. Wenn es jedoch kleiner wird, steigt der Druck, was auch einen Temperaturanstieg verursacht. Dadurch entstehen mehr Reaktionen, die wiederum schwerere Elemente bilden. Es ist ein Zyklus, der sich über die gesamte Lebensdauer eines Sterns wiederholt, und im Periodensystem weiter schwere Elemente erzeugt.
Der Vorgang wird fortgesetzt, bis die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen 56 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt bricht der Stern zusammen. Da 56 das Ende des Zyklus ist, produzieren Sterne mit 56 Neutronen (außer superleichten Elementen) mehr als alles andere. Eisen, das zur Herstellung von roter Farbe verwendet wird, hat 56 Neukelonen im stabilen Zustand. Rote Farbe ist also billig, weil sie aus Milliarden von toten Sternen des Universums besteht.