(Nota: no soy físico...)

Aparte de los efectos relativistas, no existe una forma conocida de retrasar o detener la descomposición de los materiales nucleares, por lo que debemos elegir isómeros nucleares que sean estables. Esto nos permitiría tener un arma que no se gaste en el tiempo que necesitemos usarla, habiendo emitido toda su energía en forma de radiación de alta energía mientras tanto.

Por lo tanto, elegiríamos isómeros nucleares con vidas medias largas (algo con una vida media de 10 años se descompondría en un 50% en 10 años, convirtiéndose así en solo la mitad de potente). Si suponemos que la vida útil útil de un isómero nuclear armado termina una vez que se descompone al 90 %, entonces la vida útil es el 15 % de su vida media (=log ₂ (100/90)). Por lo tanto, si queremos poder almacenar el material durante 5 años, el material debería tener una vida media de más de 33 años (5 años/15%).

El problema es que los isómeros nucleares que son estables seguirán decayendo lentamente debido al proceso estocástico (aleatorio) normal en lugar de espontáneamente. Ese es el mismo problema que tuvo el proyecto de Manhattan. En su caso, lo superaron al inducir una cascada de neutrones que desencadenó el proceso de fisión en toda la muestra de material.

Para un isómero nuclear, un mecanismo desencadenante similar sería bañar el material con radiación de frecuencias específicas para disminuir los estados de espín de cada átomo para que el material en su conjunto sufra una descomposición explosiva. La radiación requerida dependería del material elegido, desde rayos gamma hasta microondas.

Para lograr esto, la carcasa de dicha munición se diseñaría para cumplir múltiples propósitos: a) mantener unido el proyectil; b) convertir una forma segura de radiación (por ejemplo, ondas de radio) en radiación de las frecuencias de activación; c) para evitar que la radiación causada por el proceso de descomposición natural se escape absorbiendo el fotón y reemitiéndolo a una frecuencia más baja (calor, ondas de radio o incluso luz). Luego, la explosión podría desencadenarse de forma remota (dirigiendo un haz de radiación hacia ella) o localmente al tener un emisor integrado en el proyectil para crear la radiación desencadenante en el momento adecuado. Este último requeriría un proyectil inteligente, ya sea con sensores incorporados para detectar la proximidad al objetivo, o al menos un mecanismo de sincronización, con el retardo programado en el proyectil por el arma antes de disparar.

Dados los requisitos de vida media, los siguientes isómeros nucleares serían adecuados:

• ^166m1 Ho (Vida media 1200 años => Vida útil del arma 180 años; fotón de 6 keV emitido = ~578 MJ/mol = ~3500 MJ/kg)
• ^178m2 Hf (Vida media 31 años => Vida útil del arma 4,6 años; fotón de 2,3 MeV emitido = ~221.600 MJ/mol = ~1.250.000 MJ/kg)
• ^180m Ta (vida media >10 ¹⁵ años => vida útil del arma >1,5x10 ¹⁴ años; fotón de 75 keV emitido = ~7200 MJ/mol = ~40 000 MJ/kg)

Todos estos tienen energías específicas mucho mayores que TNT (= 4,6 MJ/kg), por lo que puede elegir el que crea que funcionaría para su escenario. El ^178m2 Hf tiene la mayor energía disponible, unas 270.000 veces más energía que el TNT, pero los otros no están nada mal; ^166m1 Ho tiene 761 veces más energía que TNT y ^180m Ta tiene 8700 veces más energía que TNT.

bomba de isómeros

Motivado

Con el isómero correcto, puede ser posible inducir una descomposición muy violenta y rápida explotándolo con rayos gamma . Este puede ser un método viable para desencadenar una explosión utilizando Hafnio que se ha investigado. Sus armas podrían consistir en un cebador que desencadena una explosión de rayos gamma en (inserte el isómero aquí), lo que resulta en una rápida descomposición. Coloque una carcasa que pueda ayudar a concentrar los productos de descomposición para continuar la reacción. Así puede ser o no cómo funcionan algunas armas nucleares.

Con los avances en la física de partículas, es posible diseñar elementos/isómeros que se ajusten a las necesidades requeridas. En una nota similar, un universo en el que estoy trabajando tiene una civilización extremadamente avanzada que usa un isómero de Hassium estable en armas cinéticas debido a su muy alta densidad, que se prevé que sea ~40 g/cm$^3$.

¿Almacenado?

Dado que un isómero es un núcleo metaestable, es decir, evita que se descomponga porque sus partes constituyentes tienen suficiente energía adicional para mantenerse unidas y esa descomposición ocurre cuando se libera esa energía. Por lo tanto, podría ser posible almacenar el isómero en un entorno que mantuviera constantemente el núcleo perturbado. Me imagino un escenario en el que el isómero se almacena bajo iluminación de rayos gamma, la energía del isómero en descomposición se reemplaza por el flujo de radiación gamma adicional. Esto solo sería práctico si la cadena de descomposición tiene varios pasos, de lo contrario, la radiación gamma sería más adecuada como arma en sí.

Está bien. vamos a ver:

• Dilatación del tiempo casi relativista: el proyectil te vaporizaría incluso antes de que salga del cañón.
• Flecha de Zeno: debe medir las cosas (disminución de la densidad del isómero en el proyectil), por lo que coloca energía en el sistema == sobrecalentamiento + necesidad de suministro de energía constante ((disminución adicional en la densidad del isómero para permitir estas estructuras)
• Condensado de Bose-Einstein: tal vez, pero aún demasiado complicado.

Soluciones:

1. Inducir la emisión de rayos gamma en isómeros más estables con fotones de alta potencia, de forma similar a los láseres.

2. Usar isómeros para desencadenar una fusión incontrolada al enfocar suficiente radiación gamma en deuterio = bombas de fusión pura .

3. Uso de isómeros nucleares para crear un cañón láser de rayos gamma.