L'hafnium 178m2, noté Hf, est l'isomère nucléaire correspondant à l'énergie d'excitation de de l'isotope de l'hafnium dont le nombre de masse est égal à 178 : son noyau atomique compte et avec un spin 16+ pour une masse atomique de . L'hafnium 178 est caractérisé par un excès de masse de et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de . Un gramme d' présente une radioactivité de .
Propriétés remarquables
L'intérêt de cet isomère particulier réside dans la conjonction de son énergie d'excitation élevée (près de ) et de sa relative stabilité (conséquence de son spin de 16+), puisqu'il retombe à son état fondamental avec une période radioactive d'environ en émettant une cascade de photons cumulant pour chaque transition isomérique, le plus énergétique atteignant . Cela signifie qu'il serait susceptible de stocker sur une période de temps relativement longue une quantité d'énergie de l'ordre de , une densité énergétique supérieure à celle du TNT. L' n'est pas le seul matériau permettant d'atteindre cette densité, mais a la particularité de restituer cette énergie exclusivement sous forme de rayonnements électromagnétiques, à savoir rayons et rayons X.
Controverse de l'émission gamma induite
Un article publié le dans les Physical Review Letters par un physicien de l'Université du Texas à Dallas, Carl B. Collins, a suscité un très vif intérêt chez les scientifiques, et notamment les militaires, en révélant la détection d'une intense émission à partir d'un échantillon d' soumis au rayonnement X d'un appareil de radiographie dentaire.
Cette expérience laissait entendre qu'il serait possible de déclencher la transition isomérique par faible irradiation X des noyaux de Hf, et donc de contrôler la cinétique de libération de l'énergie d'excitation du noyau métastable. Cette énergie étant libérée dans un laps de temps très court, cela permettrait d'atteindre des puissances considérables, de l'ordre de sous forme de rayons , par exemple pour réaliser des armes de destruction massive à la fois compactes et particulièrement létales.
Toutefois, devant l'impossibilité de reproduire cette expérience par d'autres équipes, la réalité du phénomène d'émission gamma induite (IGE, pour Induced Gamma Emission) a rapidement été contestée. Une expérience censée trancher le débat a été conduite en 2003 à l'initiative d'Anthony Tether, alors à la tête de la DARPAIl l'a quittée le 20 février 2009., à la suite d'une évaluation économique établissant la viabilité de la production d' en quantité suffisante à des fins militaires — les États-Unis étaient alors en pleine « guerre contre la terreur » à la suite des attentats du 11 septembre 2001. Les résultats de cette expérience, baptisée (TRIP), n'ont jamais été rendus publics, mais seraient positifs, selon l'agence.
À ce jour, diverses publications appuient ou démontent le phénomène d'IGE — la communauté scientifique est partagée, mais globalement sceptique — de telle sorte qu'il demeure difficile de faire la part des choses entre phénomène physique peut-être réel d'une part et, d'autre part, possible mystification d'un complexe militaro-industriel soucieux de se voir débloquer des crédits.
Notes et références
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