在新墨西哥州第一次核武實驗「三位一體」，所撿拾的「三位一體石」。(圖/DVIDS)
1945年8月6日，日本廣島遭到人類史上首次原子彈攻擊。爆炸瞬間產生的極端高溫、高壓與強輻射，意外形成一座天然的「材料實驗室」。最新研究指出，科學家從廣島核爆形成的微小玻璃碎粒中，發現一種過去從未記錄過的新型鐵基合金，未來可能為新材料研發，以及核爆鑑識提供重要線索。
物理學網站《Phys.org》報導，研究對象是一種被稱為「廣島石」（hiroshimaite）的微小玻璃球，散布於廣島灣沿岸沙灘。它們是在原子彈爆炸瞬間，建築物、金屬、土壤、玻璃與海水被高溫汽化，再迅速冷卻凝固後形成的產物。
研究團隊收集34個放射性玻璃樣本，利用掃描電子顯微鏡觀察其內部結構，發現玻璃中散布著直徑約10微米的金屬顆粒。進一步分析其中4個金屬晶粒後，發現其中3個為常見的鐵鉻合金，最後1個卻具有截然不同的組成。
利用X光繞射分析，研究人員確認，這個特殊晶粒主要由鐵組成，並混合鉻、鎳、錳、鉬、矽與鋁等元素，形成一種富含矽、具有高度有序原子排列的新型多元合金。研究人員指出，這種晶體結構在目前已知的工業合金中從未出現過。
材料專家在廣島核爆現場附近收集的「廣島石」，分析出特別的鐵基合金，它必須要在極端的高溫，金屬氣化並混合，再極速冷卻形成。(圖AI製作)
研究團隊推測，原子彈爆炸產生的高溫火球，瞬間將城市中的鋼材、鋁合金等建材完全汽化，不同金屬蒸氣彼此混合後，又隨著火球快速膨脹而以極高速度冷卻，使原子來不及恢復到穩定排列便被「凍結」，最終形成這種特殊晶體結構。這種超高速冷卻環境，幾乎無法透過現代工業製程重現。
研究人員認為，若能深入了解這種獨特的原子排列方式，未來或可作為設計新型高性能鐵基合金的參考，甚至應用於先進材料製造。
除了潛在的材料科學價值外，研究人員表示，分析這類特殊材料，也有助於重建核爆發生時的溫度、壓力與化學環境，因此可望成為**核爆鑑識（nuclear forensics）**的重要工具。
這並非科學家首次在核爆遺留物中發現未知材料。2021年，研究團隊曾在美國新墨西哥州首次核試驗「三位一體」（Trinity）遺址採集的綠色玻璃「三位一體石」（Trinitite）中，發現人類製造、也是目前已知最古老的準晶體（quasicrystal）。如今又在廣島石中找到全新的多元鐵基合金，再次顯示核爆產生的極端高溫、高壓與超高速冷卻環境，能形成自然界與一般工業製程都難以產生的新型材料。
2026/08/01 07:46
轉載自中時新聞網: https://www.chinatimes.com/realtimenews/20260801000033-260408
Post gallery
