Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Nhóm MIT thử nghiệm thành công một phương pháp mới để xác minh giảm vũ khí.
Làm thế nào để các thanh tra vũ khí xác minh rằng một quả bom hạt nhân đã được tháo dỡ? Phần lớn họ là họ không thể xác định được kết quả này. Khi các quốc gia ký hiệp ước giảm vũ khí, họ thường không cấp cho các thanh sát viên quyền truy cập hoàn toàn vào công nghệ hạt nhân vì một lý do đơn giản, họ sợ phải tiết lộ bí mật quân sự.
Thay vào đó, các hiệp ước cắt giảm vũ khí giữa Mỹ và Nga trước đây đã kêu gọi phá hủy các hệ thống phân phối cho các đầu đạn hạt nhân như tên lửa và máy bay nhưng không phải là đầu đạn hạt nhân. Để tuân thủ hiệp ước START, Mỹ đã cắt cánh khỏi máy bay ném bom B-52 và để chúng ở sa mạc Arizona, nơi Nga có thể xác nhận trực quan về vấn đề này.
Đó là một cách tiếp cận hợp lý nhưng không phải là một cách hoàn hảo. Đầu đạn hạt nhân được lưu trữ có thể không thể được sử dụng trong một cuộc chiến nhưng chúng vẫn có thể bị đánh cắp, bán hoặc vô tình phát nổ đi kèm đó là những hậu quả tai hại cho xã hội loài người.
Chúng ta không thể phủ nhận đang có một nhu cầu thực sự để tránh các loại kịch bản nguy hiểm này bởi sức công phá của chính vũ khí này đã được chứng minh trong lịch sử loài người qua các cuộc chiến tranh.
Các nhà nghiên cứu MIT do Danagoulian dẫn đầu đã thử nghiệm thành công một phương pháp công nghệ cao mới có thể giúp các thanh sát viên xác minh sự phá hủy của vũ khí hạt nhân. Phương pháp này sử dụng chùm neutron để thiết lập một số sự thật nhất định về các đầu đạn đang được đề cập và chủ yếu sử dụng bộ lọc đồng vị được mã hóa vật lý các thông tin trong dữ liệu đo được.
Một hệ thống xác minh đầu đạn mã hóa vật lý sử dụng cộng hưởng hạt nhân do neutron gây ra
Thử nghiệm với nhiều thành phần cao
Thí nghiệm được xây dựng dựa trên công trình lý thuyết trước đây bởi Danagoulian và các thành viên khác trong nhóm nghiên cứu của ông, người năm ngoái đã xuất bản hai bài báo mô tả chi tiết mô phỏng máy tính của hệ thống. Cuộc thử nghiệm diễn ra tại Cơ sở Máy gia tốc tuyến tính Gaerttner (LINAC) trong khuôn viên của Học viện Bách khoa Rensselaer bằng cách sử dụng một đoạn dài 15 mét của dòng tia neutron của cơ sở.
Đầu đạn hạt nhân có một vài đặc điểm cơ bản là trung tâm của thí nghiệm. Họ có xu hướng sử dụng các đồng vị đặc biệt của plutoni (giống của nguyên tố có số lượng neutron khác nhau) và đầu đạn hạt nhân có sự sắp xếp không gian đặc biệt của vật liệu.
Các thí nghiệm bao gồm gửi một chùm neutron nằm ngang trước tiên thông qua một proxy của đầu đạn, sau đó thông qua bộ lọc lithium làm xáo trộn thông tin. Tín hiệu của chùm tia sau đó được gửi đến máy dò thủy tinh, trong đó chữ ký của dữ liệu, đại diện cho một số thuộc tính quan trọng của nó đã được ghi lại. Các thử nghiệm của MIT đã được thực hiện bằng cách sử dụng molypden và vonfram, hai kim loại có chung đặc tính quan trọng với plutoni và được dùng làm proxy khả thi cho nó.
Thử nghiệm hoạt động trước hết bởi vì chùm neutron có thể xác định đồng vị đang bị nghi ngờ.
Ở dải năng lượng thấp, các tương tác của neutron cực kỳ đặc trưng đồng vị. Vì vậy bạn thực hiện một phép đo trong đó bạn có thẻ đẳng hướng, tín hiệu tự nhúng thông tin về các đồng vị và hình học. Nhưng bạn thực hiện thêm một bước mã hóa vật lý.
Mã hóa vật lý của thông tin chùm neutron làm thay đổi một số chi tiết chính xác nhưng vẫn cho phép các nhà khoa học ghi lại một chữ ký riêng biệt của vật thể và sau đó sử dụng nó để thực hiện so sánh giữa các đối tượng. Sự thay đổi này có nghĩa là một quốc gia có thể nộp bài kiểm tra mà không tiết lộ tất cả các chi tiết về cách chế tạo vũ khí của quốc gia đó.
Bộ lọc mã hóa này về cơ bản bảo mật các thuộc tính bên trong của chính đối tượng được phân loại thực tế.
Cũng có thể chỉ cần gửi chùm neutron qua đầu đạn, ghi lại thông tin đó và sau đó mã hóa nó trên hệ thống máy tính. Nhưng quá trình mã hóa vật lý an toàn hơn. Về nguyên tắc, bạn có thể làm điều đó với máy tính nhưng trong nhiều trường hợp thì máy tính không an toàn vì chúng có thể bị hack trong khi các định luật vật lý là bất biến.
Các thử nghiệm của MIT cũng bao gồm các kiểm tra để đảm bảo rằng các thanh sát viên không thể thiết kế ngược quy trình và do đó suy ra các quốc gia thông tin vũ khí muốn giữ bí mật.
Để tiến hành kiểm tra vũ khí sau đó một quốc gia sở tại sẽ đưa một đầu đạn cho các thanh sát viên vũ khí, người có thể thực hiện thử nghiệm chùm tia neutron trên các vật liệu. Nếu nó vượt qua được bài kiểm tra thì họ cũng có thể chạy thử nghiệm trên mọi đầu đạn khác nếu có ý định phá hủy và đảm bảo rằng chữ ký dữ liệu từ những quả bom bổ sung đó khớp với chữ ký của đầu đạn gốc.
Vì lý do này, một quốc gia không thể nói rằng một đầu đạn hạt nhân thực sự sẽ bị tháo dỡ nhưng các thanh tra trezle với một loạt vũ khí giả trông giống hệt nhau. Và trong khi nhiều giao thức bổ sung sẽ phải được sắp xếp để làm cho toàn bộ quy trình hoạt động một cách đáng tin cậy thì phương thức mới cân bằng hợp lý cả tiết lộ và bí mật cho các bên liên quan.
Yếu tố con người
Danagoulian tin rằng việc đưa phương pháp mới qua giai đoạn thử nghiệm là một bước tiến đáng kể cho nhóm nghiên cứu của ông.
Mô phỏng nắm bắt vật lý nhưng chúng không nắm bắt được sự bất ổn của hệ thốn. Các thí nghiệm có thể nắm bắt toàn bộ các loại vũ khí hạt nhân trên thế giới.
Trong tương lai, anh muốn xây dựng một phiên bản quy mô nhỏ hơn của bộ máy thử nghiệm với một phiên bản chỉ dài 5 mét và có thể di động, để sử dụng tại tất cả các nơi lưu trữ vũ khí.
Mục đích công việc của các nhà khoa học là tạo ra các khái niệm này, xác nhận chúng và chứng minh chúng hoạt động được thông qua các mô phỏng và thí nghiệm rồi sau đó có Phòng thí nghiệm quốc gia sử dụng chúng trong bộ kỹ thuật xác minh của họ.
Danagoulian cũng nhấn mạnh sự nghiêm trọng của việc giải trừ vũ khí hạt nhân. Một cụm nhỏ gồm một số đầu đạn hạt nhân hiện đại gộp lại có thể bằng với lực phá hủy của mọi vũ khí được bắn trong Thế chiến II, bao gồm cả các quả bom nguyên tử được thả xuống Hiroshima và Nagasaki. Mỹ và Nga sở hữu khoảng 13.000 vũ khí hạt nhân giữa chúng.
Khái niệm chiến tranh hạt nhân lớn khủng khiếp đến mức nó không [bình thường] phù hợp với bộ não con người, đến nỗi mọi người phải dừng phát triển nó.
Nó đặt ra một sự khẩn cấp trong đầu mỗi nhà khoa học. Họ có thể sử dụng kiến thức và kỹ năng của mình để đào tạo về vật lý và làm một cái gì đó cho xã hội và chính con cái của họ.
Nghiên cứu được hỗ trợ một phần bởi Giải thưởng Quản lý An ninh Hạt nhân Quốc gia của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Viện Công nghệ Massachusetts . Bản gốc được viết bởi Peter Dizike. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :