Znajdź zawartość

Azotek uranu może pewnego dnia stać się atrakcyjnym bardziej wydajnym paliwem dla elektrowni atomowych. Jacqueline Kiplinger z Los Alamos National Laboratory mówi, że azotki uranu mają większą gęstość, są bardziej stabilne i lepiej przewodzą ciepło niż używane obecnie paliwa z tlenków uranu i plutonu. Problem jednak w tym, że dotychczas wyprodukowano niewielkie ilości azotku uranu, a te istniejące są złożone i zawierają dużo wiązań uranowo-azotowych. Aby wykorzystać nowe paliwo konieczne jest wcześniejsze poznanie zachowania każdego wiązania, zarówno w czasie reakcji jak i po użyciu paliwa i jego składowania jako odpadu. Jeśli chcemy używać azotku uranu w roli paliwa atomowego, musimy rozumieć, jakie reakcje chemiczne w nim zachodzą - mówi Kiplinger. Teraz Kiplinger, we współpracy z Robertem Thomsonem i innymi pracownikami z Los Alamos, zsyntetyzowała pierwszą molekułę, która zawiera pojedyncze wiązanie uranowo-azotowe. Molekułę utworzono poprzez bombardowanie fotonami związku zawierającego azydek uranu. Składa się on z jednego atomu uranu i trzech atomów azotu. Światło wzbudziło elektrony i spowodowało uwolnienie się dwóch atomów azotu. W ten sposób uzyskano azotek uranu, w którym jeden atom uranu połączony jest potrójnym wiązaniem z jednym atomem azotu. Naukowcy ze zdumieniem spostrzegli, że molekuła azotku uranu zaczęła reagować z wiązaniami węgla i wodoru. Zwykle są one bardzo silne i mało reaktywne. Ich ekscytacji nie dziwi się Polly Arnold z University of Edinburgh. Jeśli mógłby on reagować z wiązaniami węgla i wodoru na przykład w metanie, byłaby to bardzo obiecująca wiadomość - mówi. Azotek uranu może być zatem nie tylko paliwem. Niewykluczone, że będzie przydatny w przemyśle chemicznym do rozrywania tych wiązań, których przerwanie wiąże się obecnie z koniecznością dostarczenia dużych ilości energii.

Roadrunner, najpotężniejszy superkomputer na świecie, który jako pierwszy pokonał barierę petaflopsa (czyli biliarda operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę), zakończył prace nad jawnymi projektami. Obecnie rozpoczyna obliczenia na rzecz tajnych programów związanych z bronią atomową. Stany Zjednoczone od ponad 20 lat nie wyprodukowały nowej głowicy jądrowej, a ostatni próbny wybuch przeprowadziły w 1992 roku. Bezpieczeństwo amerykańskiego arsenału jądrowego oraz zagwarantowanie jego niezawodności zależy zatem w dużej mierze od symulacji, które można wykonywać na superkomputerach. Roadrunner od początku kwietnia do końca września pomagał naukowcom zajmującym się 10 różnymi projektami. Supermaszyna pracowała nad stworzeniem największego w historii komputerowego modelu rozszerzającego się wszechświata, co ma pomóc w zrozumieniu ciemnej materii i ciemnej energii. Brała też udział w pracach nad stworzeniem olbrzymiego drzewa ewolucyjnego całej rodziny wirusa HIV, dzięki czemu naukowcom łatwiej będzie opracować nowe leki zwalczające ten patogen. Naukowcy wspomagali się też Roadrunnerem przy symulowaniu interakcji zachodzących pomiędzy plazmą a laserem. Ich zrozumienie jest kluczowym elementem dla pracy National Ignition Facility. Superkomputer przeprowadzał też atom po atomie symulacje zachowania się nanokabli poddawanych działaniu sił, które prowadziły do ich przerwania. Pomagał odpowiadać na pytanie, jak zmieniają się właściwości mechaniczne i elektryczne nanokabli po zmianie położenia pojedynczego atomu. Maszyna badała również zjawisko rekoneksji magnetycznej, które występuje w plazmie. Często prowadzi ono do gwałtownego uwolnienia się energii przechowywanej w polu magnetycznym. Jego zrozumienie jest ważne dla naszej wiedzy na temat funkcjonowania ziemskiej magnetosfery, Słońca, maszyn służących do fuzji magnetycznej (np. magnetyczne uwięzienie plazmy) czy też astrofizyki.

Naukowcy pracują nad nowym rodzajem sztucznych ogni, które są bezpieczniejsze zarówno dla ludzkiego zdrowia, jak i środowiska. Wytwarzają mniej dymu i zawierają mniej toksycznych metali, co może być szczególnie istotne dla pirotechników oraz zagorzałych miłośników wystrzałowych pokazów (Environmental Science & Technology). Wszyscy, którzy stoją pod wiatr, są narażeni na nienaturalnie wysokie stężenia tych metali. Czy to wpływa na zdrowie, pozostaje kwestią sporną – argumentuje David E. Chavez, chemik z Los Alamos National Laboratory. Co skłoniło zespół Chaveza do rozpoczęcia poszukiwań "zielonych" ogni? Skargi sąsiadów Disneylandu, którzy narzekali na dym napływający do ich domów po codziennych pokazach. Dokuczało im podrażnienie dróg oddechowych. W ramach wcześniejszych badań wykazano zresztą, że jeśli w obchodach jakichś wydarzeń uwzględniono fajerwerki, wzrastała liczba ataków astmy. Naukowcy podkreślają, że nie tylko dym jest potencjalnie niebezpieczny. Barwy nadają sztucznym ogniom metale, które po podgrzaniu mogą się stawać toksyczne. Doskonałym przykładem jest tu pewien metaloid – antymon (Sb). Wykorzystuje się go, by uzyskać biel, ale uszkadza on płuca i serce. Bar, zapewniający z kolei zieleń, oddziałuje niekorzystnie m.in. na układ pokarmowy i serce. Nadchlorany przyspieszają reakcję spalania, lecz jednocześnie potwierdzono ich obecność w wodzie pitnej i mleku, zarówno ludzkim, jak i krowim. Badania na zwierzętach wykazały, że nadchlorany potasu i amonu wiążą się z zaburzeniami funkcji tarczycy. W 2007 roku Amerykanie zauważyli, że stężenie nadchloranów bardzo wzrasta po pokazach i trzeba aż 80 dni, by wróciło ono do poziomu wyjściowego. Jeśli ktoś mieszka w okolicach, gdzie są one regularnie organizowane, toksyny latami odkładają się w jego organizmie i środowisku. Na razie ekologiczne ognie są zbyt drogie, by się upowszechniły. Stosuje się je zwłaszcza na pokazach organizowanych we wnętrzach. W nowych sztucznych ogniach paliwa oparte na węglu zastąpiono paliwami wykorzystującymi azot, dzięki czemu producentom udało się wyeliminować nadchlorany.

Superkomputer RoadRunner przekroczył barierę petaflopsa. Nowo powstała maszyna wykonuje 1,026 biliarda operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę. RoadRunner kosztował 133 miliony dolarów i jest dziełem specjalistów z IBM-a oraz z Los Alamos National Laboratory. Komputer będzie wykorzystywany przede wszystkim do tajnych projektów wojskowych związanych z bronią jądrową. Mo obliczeniowa maszyny zostanie też udostępniona naukowcom zmagającym się z takimi problemami, jak modelowanie zmian klimatycznych. Thomas D'Agostino z National Nuclear Administration mówi, że gdyby wszyscy mieszkańcy Ziemi otrzymali kalkulatory i używaliby ich przez 24 godziny na dobę i 7 dni w tygodniu wykonywałby obliczenia, to przez 46 lat dokonaliby tylu obliczeń, ilu RoadRunner dokonuje w ciągu doby. Superkomputer jest klastrem składającym się z 6912 dwurdzeniowych procesorów Opteron oraz 12 960 procesorów Cell eDP. Procesory Opteron korzystają z 55 terabajtów pamięci operacyjnej, a układy Cell mają do dyspozycji 52 terabajty. Tak więc w sumie RoadRunner dysponuje 107 TB RAM. RoadRunner składa się z 296 szaf i zajmuje powierzchnię 511 metrów kwadratowych. Do osiągnięcia swojej szczytowej teoretycznej wydajności (1,33 PFlops z procesorów Cell + 49,8 TFlops z procesorów Opteron) wymaga 3,9 megawata mocy, co oznacza, że na każdy wat przypada aż 0,35 gigaflopsa. Na RoadRunnerze mogą działać systemy operacyjne RHEL (Red Hat Enterprise Linux) oraz Fedora Linux.

Kilku pracowników Los Alamos National Laboratory (LANL) wysyłało w e-mailach ściśle tajne informacje dotyczące materiałów wykorzystywanych do produkcji broni atomowej, używając do tego celu niechronionych sieci komputerowych. Sprawa jest na tyle poważna, że nadzorujący LANL urzędnik Departamentu Energii został poinformowany o niej podczas spotkania w Białym Domu. Na poinformowaniu urzędnika jednak się nie skończyło. John Dingell z Izby Reprezentantow domaga się odpowiedzi na pytanie, dlaczego o fakcie tym nie został poinformowany Komitet Energii i Handlu Izby Reprezentantów, który w czasie gdy doszło do wysłania tajemnic otwartym tekstem (19 stycznia) prowadził właśnie śledztwo w sprawie wcześniejszego niedopilnowania procedur bezpieczeństwa w LANL.

Brytyjscy uczeni opracowali rewolucyjne zasilane drewnem urządzenie, które jednocześnie może być piecem, lodówką i generatorem prądu. Jeśli się upowszechni, zmieni życie wielu pozbawionych elektryczności mieszkańców krajów rozwijających się. Urządzenie wykorzystuje technologię termoakustyczną, która znacznie efektywniej wykorzystuje energię z drewna, niż otwarty ogień. Piecyk używa specjalnej rury, w której, dzięki ciepłu palącego się drewna, powstają obszary niskiego i wysokiego ciśnienia gazu. Przemieszczający się gaz wytwarza dźwięk, podobnie jak ma to miejsce w gwizdku czajnika z gotującą się wodą. Dźwięk ten jest następnie zamieniany w energię elektryczną, która zasila urządzenie. Dotychczas technologia termoakustyczna była używana w przemyśle kosmicznym oraz służyła do skraplania naturalnego gazu. Po raz pierwszy znalazła zastosowanie w urządzeniu domowym. SCORE (Stove for Cooking, Refrigeration and Electricity), bo tak nazywa się urządzenie i projekt w ramach którego powstaje, trafi na rynek w ciągu najbliższych pięciu lat. Dyrektor projektu, Paul Riley, mówi: Mamy nadzieję, że za sześć lat wyprodukujemy milion takich urządzeń, a cena każdego z nich będzie wynosiła od 30 do 40 dolarów. Ostateczna cena urządzenia ma zależeć od jego wielkości. Większy SCORE mógłby np. zasilać jednocześnie kilka laptopów. Projekt prowadzony jest przez cztery brytyjskie uniwersytety, organizację charytatywną Practical Action, amerykańskie Los Alamos National Laboratory oraz GP Acoustics.