漫步广岛:一辆美国豪华轿车的消失

不,并没有完全蒸发,但足以产生一种奇特的科学现象。
这一切始于2019年,当时意大利地质学家马里奥·瓦尼耶正在广岛湾的沙地上挖掘,寻找通常由核爆炸中熔融沙粒形成的微小玻璃球。他之所以对此感兴趣,是因为他在佛罗伦萨大学的同事卢卡·宾迪在研究三位一体玻璃球(1945年7月16日三位一体核装置爆炸时形成的玻璃球)时发现,这种玻璃球含有硅、钙和铜的合金。
此外,研究核爆炸对地质影响的爱好者们一定得出了这样的结论:与新墨西哥州的沙漠不同,广岛爆炸区含有更多的金属,因此,同样的玻璃球也应该含有有趣的合金。
花费一些时间从广岛湾底捞取沙子,清洗并分类,最终得到了广岛石——由广岛核爆炸形成的玻璃珠。这项工作并不轻松,而且收获甚微,只有几十颗珠子,其中选取了34个样本进行详细分析。
蒸发金属合金
其中一个直径仅为 10 微米(0,01 毫米)的球体产生了惊人的结果。它包含一种金属间化合物晶体,其中包含六种金属:铁、铬、镍、锰、钼和铝。
自20世纪80年代中期以来,人们就开始研究多元合金,其中一些合金具有独特的性能。例如,一种铬、钴和镍的合金被发现即使在极低温度下也极其稳定,甚至在液氢中也能保持其刚性。
其他广岛陨石样本中发现了硅、钙、铝、铁和铬的合金,这表明这些合金的形成条件是:瞬间加热到1800摄氏度以上,蒸发,然后随着高温区域迅速冷却,蒸汽凝结。根据现有数据,广岛原子弹爆炸火球的温度达到了7700摄氏度,爆炸中心地表温度达到了3000-4000摄氏度。
硅、钙和铝当然存在于混凝土中。混凝土在1200摄氏度时会变成类似玻璃的液态物质,在2500摄氏度时,其组成元素开始沸腾挥发。但玄武岩、辉长岩和某些种类的花岗岩中也含有这种成分的矿物。
这种合金中的铁是钢蒸发的产物。当然,“钢蒸发”这个词听起来有些不可思议。然而,广岛原子弹爆炸的热功率估计为75太焦耳。这足以在0,1秒内汽化879吨钢。这些能量向四面八方扩散,只有一小部分热通量到达地面。在爆炸中心,辐射几乎垂直照射,每平方米沉积的爆炸总热能不到0,0001%。但即使是这4兆焦耳,也足以在0,1秒内汽化494克钢。如果部件足够重,它会先升温,然后在表面熔化,熔化后会发生蒸发。这会产生几十克铁蒸气。
震中附近也存在类似的情况,但那里的热流也较低,因此蒸发量也较低——可能只有几克,甚至几毫克。然而,即使是如此微量的物质也足以引发多元合金的核爆炸聚变,随后形成金属间化合物晶体。发现六元合金的球体重量微乎其微——0,000000000524克——金属含量则更少。
汽车油漆的蒸发
现在有趣的问题是:究竟是什么东西蒸发形成了这种合金?这个物体矗立在广岛震中附近的街道上,其表面暴露在向下照射的光束下。只有在这种情况下,才有可能创造出金属蒸发的必要条件。
事实上,铬钢的组成成分——铁和铬的合金——本身就引发了一些疑问。如今,铬钢因其耐腐蚀性而常用于外部金属结构。但在战争期间,日本铬资源短缺,因此铬钢被用于制造装甲等关键部件。 坦克枪管、零件 飞机 发动机等等。
原则上,这种合金的来源可能是一门高射炮。然而,根据现有资料,1945年8月,第135高射炮阵地 炮兵 该团和装备70毫米88式高射炮的第22独立防空师驻扎在城市周围的山丘上:北部的双叶山,西南部的江波公园山丘,东部的向稻滩地区(其后方是东洋工业株式会社的工厂),以及仁之岛和向井宇品岛。也就是说,形成了一个环形防御圈。 防御 在城市周围。由于警报解除,他们没有开火。
一等兵中村俊夫是第135防空炮兵联队的一名士兵,那天早上他正在距离震中约4公里的向稻滩阵地上,他的炮组正在擦拭火炮。他描述说,脚下的地面在震动,周围一片寂静,酷热难耐,以至于他双手的皮肤都变得通红起泡(二级烧伤)。
因此,爆炸发生时广岛市中心很可能没有武器。这些铬钢可能是战前建造的某栋富裕公司或企业的建筑结构的一部分,该建筑很可能使用了昂贵的材料。
但钼和铝这两种六元合金却是个谜。钼仍然很稀有;日常生活中最常见的钼制品大概就是白炽灯泡里支撑钨丝的金属丝了。铝现在很丰富,但在当时,日本的街头巷尾可找不到铝。然而,就在广岛——大致在火球爆发的地方——的一条街道上,却出现了含有这两种元素的物体。
脑海中只浮现出一个理论:这种奇怪的核合成合金的材料来源可能是一辆美国豪华汽车。
那么,关于材料方面。
铁——厚度为 0,9–1,2 毫米的薄金属板轧制产品,用于冲压汽车车身部件。
锰——在薄金属板中添加 0,3% 至 0,6% 的锰可以降低其脆性;二氧化锰也被用作高档汽车黑色、棕色和栗色油漆的颜料。
铬和镍——不锈钢用于散热器面罩、前大灯外壳、轮毂盖,也用于电镀铬零件(先镀一层铜,再镀一层镍,最后镀一层铬)。
铝制装饰元素(徽标、铭牌、吉祥物)、门把手和散热器格栅饰条,部分镀铬。
钼——在大多数高档汽车中,它仅用于制造螺栓和保险杠支架的高强度钢,也包含在高档汽车搪瓷的颜料中。
能够生产出如此复杂零部件组合的汽车品牌屈指可数。其中包括 Cord 812 敞篷跑车、Packard Twelve、克莱斯勒 DeSoto(东洋工业创始人松田重次郎在爆炸当天驾驶的汽车)、福特 Deluxe 和林肯 Zephyr。

然而,科尔德812更胜一筹,因为它与其他美国豪华轿车不同,其金属漆覆盖了前裙板、前后翼子板和行李箱盖,并含有铝粉和钼酸铅两种颜料。事实上,它是当时唯一一款车身外部(尤其是顶部)全部六个部件都采用合金材质的汽车。

首先,硝化纤维素漆发生瞬间热解。随后,在500-800摄氏度时,颜料——硫酸铅、铬酸盐和钼酸盐——分解成氧化铅和氧化钼,氧化钼立即升华成蒸汽。金属漆中的钢和铝颗粒完全暴露出来。接着,随着温度升至3000摄氏度以上,金属开始沸腾,形成一团高温等离子体。
随后温度开始下降,合金的主要成分开始冷却凝结,气态铝与它们发生反应,形成金属间化合物,最终结晶。铅被分离出来;首先,晶体形成时铅仍处于气态;其次,铅不与铁和铬混合,也不与它们形成金属间化合物。
谁可能是房主?
值得一提的是,在 1945 年 8 月的广岛,只有极少数人,确切地说是 5 到 8 个与军队关系密切的人,才能拥有像 Cord 812 和 Chrysler DeSoto 这样昂贵的美国豪华轿车,甚至在汽油严重短缺和禁止使用私家车的情况下驾驶它们。 舰队 或者军工复合体。
这些限制非常严格。1941年8月,私家车禁止使用汽油;1942年1月,汽车的销售、登记和行驶均被禁止;车主的车辆被没收,换取战争债券。1943年,当局发起了一系列没收行动,先是没收轮胎和内胎,然后是电池,接着是无色金属,最后是所有剩余的物资。因此,到了1945年,只有以下人员被允许在日本驾驶私家车:天皇及其家人、大臣和高级官员、陆海军指挥官以及东洋工业等主要军工企业的负责人。军工企业则获得汽油和润滑油,用于厂内运输、测试以及厂长、总工程师和军事联络官的车辆。
因此,在核爆中被摧毁的那辆美国豪华轿车的可能车主名单上,排名第一的是东洋工业株式会社社长松田正次郎已故的儿子。他有可能拥有这样一辆车,也可能驾驶过它,而且由于他父亲的工厂是日本军队的主要武器库之一,广岛没有人敢提出异议。据悉,爆炸当天早上,松田正次郎正在公司位于市中心、距离爆炸中心260米的办公室里,与所有办公室员工一样,不幸遇难。
此外还有一个因素。老松田和他的继承人都对汽车行业非常感兴趣,战后他们创建了实力雄厚的马自达公司。虽然战争期间他们没有生产汽车,但他们一直在研究新的设计。科尔德812拥有许多原创且先进的功能;在日本,多家公司同时对其进行研究。因此,松田很可能购买了一辆与他长子用来研究科尔德812设计和操作特性的轿车类似的车型。
当然,对于车辆及其车主而言,还有其他可能的解释。但可能性不多,而且种种情况降低了这种可能性。例如,陆军元帅畑俊六可能拥有一辆征用的帕卡德Super Eight轿车。但已知畑俊六在爆炸发生时就在火车站附近(距离爆炸中心1,8公里)的汽车旁。此外,征用的车辆通常会重新喷涂保护色,而且往往是在原漆之上喷涂,使用油性松香清漆,并添加大量滑石粉,颜料则使用氢氧化铁、二氧化锰和氧化铬。因此,这种情况不太可能发生。其他可能的车主也存在类似的情况。
这一切并非出于无谓的好奇。这项在广岛石细颗粒中的发现表明,随着技术的发展,即使是极难熔化的金属也能被高温汽化,因此制造此类多组分合金是完全可能的。而且,这些合金可能具有一些特殊的性质。
信息