Читать «Тунгусский метеорит и загадки кометы Галлея» онлайн - страница 107

Чтобы ответить на вопрос, проведем опыт со сверхскоростным нагревом металла. Для этого конденсатор емкостью около 100 микрофарад зарядим до напряжения 10 киловольт, а затем разрядим его через металлический проводник диаметром 0,5 миллиметра и длиной 10 сантиметров. Результат получается поразительный: проводник взрывается, оглушая мощным звуком и ослепляя яркой вспышкой света. Если же эксперимент проводится в наполненном водой закрытом сосуде, то возникающая ударная волна деформирует или разрушает его стенки (это так называемый «электро-гидравлический эффект Юткина»). Чем же это не Тунгусский «метеорит» в миниатюре? Но сумеем ли мы разгадать его тайну, исследуя механизм такого взрыва?

Надо заметить, что познать характер поведения «взрывающихся проволочек» удалось лишь после многочисленных проб с применением различных методов анализа быстро-протекающих процессов. Оказалось, для «нормального» взрыва необходим ряд специфических условий, связанных, к примеру, с энергией заряженного конденсатора, с теплотой испарения проводника, с апериодическим режимом разряда, со временем нагрева проводника до момента взрыва, со скоростью его нагрева и с плотностью нагревающего тока.

В таком режиме проводник сначала раскаляется в твердом состоянии; затем плавится; сохраняя свою форму, нагревается до точки кипения металла; без существенного изменения объема перегревается на несколько тысяч градусов выше этой точки; наконец, взрывается, интенсивно расширяясь, порождая в окружающей среде ударную волну. Самое удивительное в этой цепочке процессов — перегрев металла выше точки кипения и его последующий взрыв. Почему металл столь сильно перегревается? Что происходит с ним после начального момента взрыва? Ответы на эти вопросы дает соответствующая теория, которую мы не будем рассматривать.

Однако нас интересует вопрос, как же такой взрыв осуществить в реальных условиях? Ответ и дают эксперименты со «взрывающимися проволочками», в результате анализа которых стало ясно, что минимальная скорость нагрева, необходимая для получения фазового взрыва, зависит от свойств материалов: чем ниже их текучесть, тем ниже эта скорость. Потому фазовый взрыв вязких каменных расплавов можно осуществить при гораздо меньшей, чем для жидких металлов, скорости нагрева.

Для реализации фазового взрыва вещества вовсе не обязательно прибегать к электричеству; важен не способ, а скорость нагрева. При определенной плотности его потока экспериментально наблюдалось фазовзрывное разрушение поверхностного слоя металлов. Огромные скорости разогрева вещества развиваются и в зоне очагов ядерных взрывов. Поэтому можно ожидать, что взрыву атомной бомбы аккомпанирует фазовый взрыв окружающей среды. Ведь не зря же американские ученые из Лос-Аламоса, где была создана первая атомная бомба, помимо ядерных взрывов, исследовали электрический взрыв проводников?!

Но вернемся к «Тунгусскому диву». Какова здесь роль фазового взрыва?