(Anmerkung: Ich bin kein Physiker...)

Außer durch relativistische Effekte gibt es keine bekannte Möglichkeit, den Zerfall von Kernmaterial zu verzögern oder zu stoppen, daher sollten wir stabile Kernisomere wählen. Damit könnten wir eine Waffe haben, die nicht verbraucht ist, wenn wir sie einsetzen müssen, weil sie zwischenzeitlich ihre gesamte Energie in Form hochenergetischer Strahlung abgegeben hat.

Daher würden wir Kernisomere mit langen Halbwertszeiten wählen (etwas mit einer Halbwertszeit von 10 Jahren würde in 10 Jahren um 50 % zerfallen und somit nur halb so stark werden). Wenn wir davon ausgehen, dass die nutzbare Lebensdauer eines waffenfähigen Nuklearisomers endet, sobald es auf 90 % zerfallen ist, dann beträgt die Lebensdauer 15 % seiner Halbwertszeit (= log ₂ (100/90)). Wenn wir also das Material 5 Jahre lagern wollen, müsste das Material eine Halbwertszeit von über 33 Jahren haben (5 Jahre/15 %).

Das Problem ist, dass stabile Kernisomere aufgrund des normalen stochastischen (zufälligen) Prozesses immer noch langsam zerfallen und nicht spontan. Das ist das gleiche Problem, das das Manhattan-Projekt hatte. In ihrem Fall haben sie dies überwunden, indem sie eine Neutronenkaskade induziert haben, die den Spaltungsprozess über die gesamte Materialprobe auslöste.

Für ein nukleares Isomer wäre ein ähnlicher Auslösemechanismus, das Material mit Strahlung bestimmter Frequenzen zu baden, um die Spinzustände jedes Atoms zu verringern, sodass das Material als Ganzes einem explosiven Zerfall unterliegt. Die erforderliche Strahlung würde von dem gewählten Material abhängen und von Gammastrahlen bis hinunter zu Mikrowellen reichen.

Um dies zu erreichen, würde das Gehäuse für solche Munition so ausgelegt werden, dass es mehreren Zwecken dient: a) um das Projektil zusammenzuhalten; b) eine sichere Form von Strahlung (z. B. Funkwellen) in Strahlung der auslösenden Frequenzen umzuwandeln; c) zu verhindern, dass die durch den natürlichen Zerfallsprozess verursachte Strahlung herauskommt, indem das Photon absorbiert und mit einer niedrigeren Frequenz (Wärme oder Radiowellen oder sogar Licht) wieder emittiert wird. Die Explosion könnte dann entweder aus der Ferne (indem ein Strahl darauf gerichtet wird) oder lokal ausgelöst werden, indem ein Emitter in das Projektil eingebaut wird, um die auslösende Strahlung zum richtigen Zeitpunkt zu erzeugen. Letzteres würde ein intelligentes Projektil erfordern, entweder mit eingebauten Sensoren, um die Nähe zum Ziel zu erkennen, oder zumindest mit einem Zeitsteuerungsmechanismus, wobei die Verzögerung von der Waffe vor dem Abfeuern in das Projektil programmiert wird.

Angesichts der Anforderungen an die Halbwertszeit wären die folgenden Kernisomere geeignet:

• ^166m1 Ho (Halbwertszeit 1200 Jahre => nutzbare Waffenlebensdauer 180 Jahre; 6 keV emittiertes Photon = ~578 MJ/mol = ~3500 MJ/kg)
• ^{178 m2} Hf (Halbwertszeit 31 Jahre => nutzbare Waffenlebensdauer 4,6 Jahre; 2,3 MeV emittiertes Photon = ~221.600 MJ/Mol = ~1.250.000 MJ/kg)
• ^180m Ta (Halbwertszeit >10 ¹⁵ Jahre => nutzbare Waffenlebensdauer >1,5x10 ¹⁴ Jahre; emittiertes 75keV Photon = ~7.200 MJ/mol = ~40.000 MJ/kg)

Alle diese haben viel größere spezifische Energien als TNT (= 4,6 MJ/kg), sodass Sie auswählen können, was Ihrer Meinung nach für Ihr Szenario geeignet ist. Das ^{178 m² große} Hf hat die größte verfügbare Energie, etwa 270.000 Mal mehr Energie als TNT, aber die anderen sind nicht zu schäbig; ^166m1 Ho hat 761-mal mehr Energie als TNT und ^180m Ta hat 8700-mal mehr Energie als TNT.

Isomerenbombe

Ausgelöst

Mit dem richtigen Isomer kann es möglich sein, einen sehr heftigen und schnellen Zerfall herbeizuführen, indem man es mit Gammastrahlen bestrahlt . Dies könnte eine praktikable Methode zum Auslösen einer Explosion mit Hafnium sein , die untersucht wurde. Ihre Waffen könnten aus einer Zündkapsel bestehen, die eine Explosion von Gammastrahlen in (Isomer hier einfügen) auslöst, was zu einem schnellen Zerfall führt. Setzen Sie eine Hülle ein, die helfen kann, die Zerfallsprodukte zu fokussieren, um die Reaktion fortzusetzen. So können einige Atomwaffen funktionieren oder auch nicht.

Mit Fortschritten in der Teilchenphysik ist es möglicherweise möglich, Elemente/Isomere zu konstruieren , die den erforderlichen Anforderungen entsprechen. In ähnlicher Weise hat ein Universum, an dem ich arbeite, eine extrem fortgeschrittene Zivilisation, die ein stabiles Hassium - Isomer in kinetischen Waffen verwendet, wegen seiner sehr hohen Dichte, die voraussichtlich ~40 g/cm beträgt$^3$.

Gelagert?

Da ein Isomer ein metastabiler Kern ist, das heißt, vor dem Zerfall bewahrt wird, weil seine Bestandteile gerade genug zusätzliche Energie haben, um zusammenzuhalten, und dieser Zerfall auftritt, wenn diese Energie freigesetzt wird. Daher könnte es möglich sein, das Isomer in einer Umgebung zu lagern, in der der Kern ständig gestört wird. Ich stelle mir ein Szenario vor, in dem das Isomer unter Gammastrahlenbeleuchtung gespeichert wird, die Energie des zerfallenden Isomers wird durch den Fluss zusätzlicher Gammastrahlung ersetzt. Sinnvoll wäre das nur, wenn die Zerfallskette mehrere Stufen hat, sonst wäre die Gammastrahlung besser als Waffe geeignet.

Gut. Mal schauen:

• Nahezu relativistische Zeitdilatation: Das Projektil würde Sie verdampfen, bevor es überhaupt den Lauf verlässt.
• Zenos Pfeil: Sie müssen das Zeug messen (Abnahme der Isomerendichte im Projektil), also geben Sie Energie in das System ein == Überhitzung + Bedarf an konstanter Stromversorgung ((weitere Abnahme der Isomerendichte, um diese Strukturen zu berücksichtigen)
• Bose-Einstein-Kondensat: vielleicht, aber immer noch zu kompliziert.

Lösungen:

1. Induzieren von Gammastrahlenemission in stabileren Isomeren mit Hochleistungsphotonen, ähnlich wie bei Lasern.

2. Isomere verwenden, um eine unkontrollierte Fusion auszulösen, indem genügend Gammastrahlung auf Deuterium fokussiert wird = reine Fusionsbomben .

3. Verwendung von Nuklearisomeren zur Herstellung einer Gammastrahlen-Laserkanone.