Los Alamos y Sandia National Laboratories han realizado recientemente experimentos de plutonio utilizando la máquina Z de energía pulsada de Sandia que ha alcanzado regiones de presión, temperatura y densidad en plutonio nunca antes exploradas en el laboratorio.
"Con Z hemos alcanzado con mucho cuidado regímenes de presión, temperatura y densidad que son relevantes para los observados durante una detonación de armas nucleares", dijo Russell Olson, líder del proyecto Dynamic Material Properties en el Laboratorio Nacional de Los Alamos. "Z está acostumbrado ainduce una compresión magnética 'sin golpes' que nos permite poner el plutonio en condiciones que no están disponibles con ningún otro controlador. Nadie ha realizado mediciones controladas de plutonio en estas condiciones antes, por lo que el nivel de excitación es muy alto ".
Con discos pequeños y delgados de plutonio, de ocho a 12 milímetros de diámetro y 1/10 a 1/2 de grosor de milímetro, alojados en un conjunto objetivo, los científicos e ingenieros de Los Alamos y Sandia dirigen una inmensa energía eléctrica ael objetivo con la máquina Z. Este dispositivo de energía pulsada enormemente enérgico crea una onda de presión magnética uniforme y muy rápida que comprime la muestra de plutonio, causando que cambie su fase, reordenando esencialmente su estructura atómica.
"En este experimento colaborativo de ciencia de materiales de Los Alamos-Sandia, estamos determinando las propiedades fundamentales de una pequeña cantidad de plutonio colocado bajo una presión tremenda", dijo el director de ciencias de energía pulsada de Sandia, Keith Matzen. "El sistema de contención utilizado dentro de Zha sido cuidadosamente diseñado, diseñado y probado repetidamente para aislar totalmente el plutonio del personal y del resto de las instalaciones de Z ".
"Decir que el plutonio es un material complejo es una gran subestimación, especialmente cuando uno considera varias aleaciones", dijo Olson. "Este es un elemento que posee múltiples fases sólidas y una fase líquida, por lo que estamos tratando de entender dónde están estas faseslas transiciones ocurren en entornos dinámicos para desarrollar un diagrama de fase que describe dónde están los límites de fase en términos de presión, temperatura y densidad ".
Estos experimentos mejoran la comprensión fundamental de cómo se comporta el plutonio en un entorno dinámico, y cómo ese rendimiento dinámico podría cambiar con la edad, a veces mirando material nuevo y comparándolo con el material más antiguo de la reserva. Un diagrama de fase más completo es inmensamenteimportante para los diseñadores de armas nucleares que necesitan no solo comprender si un arma nuclear funcionará según lo diseñado, sino también cómo se verá afectada por el envejecimiento.
Los experimentos apoyan el Programa de Administración de Arsenales, iniciado en 1995 para garantizar la seguridad y la eficacia del elemento disuasorio nuclear de EE. UU. Sin la necesidad de pruebas nucleares a gran escala.
Los Alamos y Sandia han estado colaborando en experimentos de plutonio Z desde 2006, llevando a cabo tres o cuatro experimentos al año desde 2010. Los últimos experimentos han sido posibles gracias al aprendizaje de experimentos previos y avances tecnológicos en la máquina Z, los ensamblajes objetivo yLos Alamos produjo muestras de plutonio.
"Es una verdadera colaboración", dijo Olson, "usar los recursos de toda la empresa nacional de seguridad nuclear para obtener los datos correctos por las razones correctas, con Los Alamos y Sandia compartiendo el mismo objetivo".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional de Los Alamos . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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