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中子图像显示 元素锌是阿雷西博射电望远镜坍塌的罪魁祸首

2023-08-23 08:53:17来源:cnBeta


(资料图片)

在事件发生近三年后,橡树岭国家实验室的中子扫描发现了导致 1000 英尺(300 米)高的阿雷西博天文台射电望远镜被毁的平台坍塌原因。阿雷西博射电望远镜建于 1963 年,位于一个天然天坑中,一个重达 180 万磅(81.6 万公斤)的钢制平台悬挂在网碟上方 500 英尺(150 米)处的聚焦点上。

50 多年来,它一直在进行尖端的天文研究,向太空传送了第一批信息,试图与外星文明取得联系,并成为 1995 年邦德惊悚片《黄金眼》高潮部分的背景。

但在 2020 年 12 月 1 日,这一切都结束了,因为支撑缆绳突然滑落,导致巨大的平台撞向碟形天线,所幸没有造成人员伤亡。经过彻底研究后,确定损坏范围非常广泛,修复费用也非常昂贵,因此决定报废望远镜。

衬锌电缆插座组件的中子横截面 图/ORNL

阿雷西博的运营方、中佛罗里达大学和国家科学基金会请来了桑顿-托马塞蒂法医调查公司(Thornton Tomasetti),以寻找这次重大事故的原因。

作为这项工作的一部分,哥伦比亚大学罗伯特-A-W-卡尔顿材料强度实验室主任阿德里安-布吕格(Adrian Brügger)将整段失效的电缆插座连同电缆和插座内衬一起拿到橡树岭高通量同位素反应堆(HFIR)进行中子扫描。

中子扫描具有很强的穿透力,而且中子与物质的相互作用与传统的 X 射线不同,因此常用于多种应用。X 射线会因穿过物质的密度而衰减,而中子则会以非破坏性的方式与物质相互作用并发生散射,从而使扫描既能获得银行保险库锁的详细图像,又能获得青蛙肌肉结构的图像。

事故后的射电望远镜天线

在阿雷西博的案例中,布吕格通过扫描获得了电缆插座的横截面图像,并确定了哪些电缆发生了滑动以及滑动的程度,即使这些电缆仍然埋在锌衬里中。显而易见的是,随着电缆承受支撑平台的压力,它们开始磨损,这反过来又导致锌在张力下流动。最终,锌流得太多,以至于插座失效,电缆被完全拔出。

究竟有多少滑动发生在事件发生之前或期间,目前尚无法确定。目前已知的是,在坍塌前有两根缆绳发生了故障,而第三根缆绳的故障导致了平台的坍塌。

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