Физики раскрыли механизм аномального сжатия дельта-плутония при нагреве
Необычное поведение плутония
В отличие от большинства веществ, которые расширяются при нагреве, дельта-плутоний начинает сжиматься, нарушая привычные физические законы. Это явление долго оставалось загадкой для исследователей в области материаловедения.
Новая теория американских ученых
Специалисты Ливерморской национальной лаборатории разработали модель, которая воспроизводит и объясняет такое поведение. В основе метода лежит вычисление свободной энергии, что позволяет учитывать полезную энергию в системе и сложные взаимодействия между атомами.
Роль магнетизма и электронных эффектов
Пер Сёдерлинд и его коллеги подчеркнули, что на свойства плутония влияют магнетизм, релятивистские эффекты и особенности кристаллической решетки. Впервые в расчетах учитываются магнитные флуктуации, зависящие от температуры, что позволило теории совпасть с экспериментальными наблюдениями.
Применение открытий
Разработанный подход полезен не только для изучения плутония, но и для анализа других металлов, таких как железо и его сплавы, что важно для геофизики и моделирования ядра Земли. Кроме того, это открытие имеет практическое значение для безопасного хранения и транспортировки ядерных материалов, прогнозирования старения боеприпасов и разработки новых сплавов.
Дальнейшие задачи
Текущая модель хорошо работает для «чистого» кристалла дельта-плутония, однако реальные образцы содержат примеси, дислокации и границы зерен. Следующий этап исследований — проверка теории с учетом микроструктуры реальных материалов для инженерных приложений и прогнозирования деформации деталей.
Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX.
Читайте также: