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Interação da radiação com a água

09.01.2020

Pela primeira vez, os físicos conseguiram rastrear como a radiação destrói as moléculas de água.

As reações químicas na natureza duram muito rapidamente - dezenas de femtossegundos, quadrilionésimos de segundo. Durante esse tempo, os átomos das moléculas das substâncias iniciais têm tempo para realizar processos de interação e assumir suas novas posições. Ao mesmo tempo, os elétrons neles interagem ainda mais rápido - em dezenas ou centenas de attossegundos, milésimos de femtossegundos.

Os cientistas conseguiram começar a estudar esses processos com lasers ultrarrápidos e aceleradores de partículas que podem produzir rajadas ultracurtas de raios X e raios gama com alguns femtossegundos de duração.

Físicos do Laboratório Nacional de Argonne usaram esses dispositivos pela primeira vez para ver como a radiação interage com a água. Experimentos mostraram como a radiação gama expulsa elétrons de suas moléculas.

“Pela primeira vez, acompanhamos a reação química mais rápida que pode ocorrer na água ionizada – o nascimento de um radical hidroxila (-OH). e pode danificar todas as biomoléculas importantes, incluindo RNA, DNA ou proteínas", diz Linda Young, uma das autoras do trabalho.

Depois que um fóton elimina um elétron de uma molécula de água durante a interação com outras substâncias, ele adquire uma carga positiva e atrai seus vizinhos. Quando uma das moléculas vizinhas se aproxima a uma distância suficientemente próxima, ocorre uma reação ultrarrápida, durante a qual uma molécula de água carregada cede um dos prótons e decai. Isso resulta em hidrônio, um composto complexo de próton e água (H3O+), bem como um íon OH, que se combina instantaneamente com o elétron previamente ejetado.

O experimento com uma molécula de água foi realizado usando um laser de raios X ultrarrápido e potente LCLS. Além disso, em tal experimento, serve tanto como fonte de radiação ionizante quanto como meio para estudar o processo de destruição de moléculas de água.

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Durante o primeiro lançamento de combate, o foguete CHAMP realizou um vôo programado e, usando poderosos pulsos de radiação de microondas, destruiu os subsistemas eletrônicos do alvo. Outros detalhes do teste de uma promissora arma secreta que está sendo desenvolvida como parte do Projeto de Míssil Avançado de Microondas de Alta Potência são desconhecidos. No entanto, observa-se que o CHAMP permite que você forneça ataques de microondas de alta frequência contra vários alvos durante uma única missão. Em outras palavras, durante um lançamento, um míssil pode atingir vários veículos ao mesmo tempo, por exemplo, de um sistema de mísseis antiaéreos.

De acordo com Keith Coleman, chefe do programa de desenvolvimento CHAMP, o míssil de micro-ondas anuncia uma nova era na guerra moderna: "No futuro próximo, essa tecnologia pode ser usada para destruir sistemas eletrônicos e de informação inimigos antes mesmo da aproximação das aeronaves de ataque".

O míssil CHAMP pode realmente mudar a face do combate moderno. Devido à ausência de danos colaterais (não há ogiva explosiva no míssil), ele pode ser usado mesmo em regiões densamente povoadas. Além disso, o CHAMP pode atingir vários alvos em um lançamento, o que, combinado com tecnologias modernas de homing, oferece aos invasores uma grande vantagem.

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