广岛爆炸残骸揭示一种此前未知的合金
作者保罗·阿诺德, Phys.org

1945年8月6日的广岛爆炸是人类历史上最具毁灭性的事件之一。与所有核爆炸一样，它创造了极端高温、高压、混合和冷却的瞬时状态。这些条件能短暂产生在正常情况下永远无法形成的物质。
近年来，研究该地区的科学家们发现了一种被称为“广岛玻璃”的独特放射性尘埃碎片。这些是保存在广岛湾海滩沙子中的微小玻璃滴。
在其中一个玻璃滴中，一支国际研究团队发现了一种此前未知的合金，由铁、铬、镍、锰、钼、硅和铝混合而成。他们表示，这种合金在不断膨胀的火球中冷却时，结晶成了高度有序的原子结构。
他们的研究结果发表在期刊上《科学进展》.
研究人员从海滩沙子中收集了34份放射性尘埃样本。这些玻璃滴是在原子爆炸使建筑物、金属、土壤、玻璃和水汽化时形成的。为了观察其内部结构，研究人员使用高功率扫描电子显微镜对其进行了研究，结果显示玻璃中散布着微小的金属颗粒。为了进一步调查，科学家们提取了四个金属颗粒，每个直径约为10微米。
X射线衍射显示，其中三个晶粒是普通的铁铬合金，但最后一个晶粒完全不同。它是一种独特的富硅合金，以铁为主，但具有在传统工业合金中从未见过的极高组织化的原子结构。
“该合金很可能是由混合金属蒸汽冷凝而成，随后在膨胀的火球中经历了超快淬火，”研究作者在论文中写道。
除了描述这种合金外，他们还详细阐述了可能形成该材料的事件序列。当原子弹爆炸时，剧烈的等离子云将周围城市中的结构钢、铝合金和其他工业金属汽化。这些汽化的元素在空中交织在一起，随着火球的膨胀几乎瞬间冷却，将原子冻结成这种独特的排列结构。
未来用途
展望未来，研究人员探讨了这种独特的原子排列如何为设计具有非凡性能的新型铁基合金提供蓝图，以用于先进制造领域。
除了潜在的制造用途外，了解这些转化材料还为核取证提供了一种新工具，有助于专家重建核爆炸发生时的化学和物理条件。
“这一发现表明，核等离子体事件可能会稳定复杂的金属相，并凸显了原子爆炸碎片作为非平衡合金形成和材料发现的天然实验室，”研究人员表示。