La balotechnique est un domaine spéculatif et controversé de la physique nucléaire qui étudie les réactions nucléaires balotechniques. Une réaction ballotechnique se produit lorsqu’un isomère nucléaire de haute énergie effectue une transition vers un état fondamental, libérant des rayons gamma mais pas de rayons bêta ou alpha. Les rayons alpha et bêta sont en fait des fragments d’un noyau, tandis que les rayons gamma sont de l’énergie électromagnétique pure. Parce qu’aucune matière n’est libérée dans une réaction nucléaire ballotechnique, mais seulement de l’énergie, la substance elle-même ne subit pas de changement de masse.
Dans un isomère nucléaire de haute énergie, les protons ou les neutrons du noyau sont dans un état excité et les particules affectées doivent subir un changement de spin pour libérer leur excès d’énergie. Les isomères peuvent être amenés à libérer cette énergie, mais pas tous en même temps – il n’y a pas de réaction en chaîne connue qui pourrait provoquer la libération immédiate de l’énergie isomère. De nombreux spéculateurs sans formation en physique nucléaire ont suggéré des moyens scientifiquement douteux de le faire, ce qui a conduit certains à qualifier l’ensemble du domaine de la balotechnique de pseudo-scientifique.
Carl Collins de l’Université du Texas à Dallas a prétendu induire une libération gamma dans un isomère nucléaire en 1991, mais ses résultats n’ont jamais été dupliqués, un indicateur fort que sa méthode particulière est fausse. Cet incident a jeté une ombre sur le domaine de la balotechnique en général. Le terme ballotechnie a été popularisé par l’inventeur de la bombe à neutrons, Samuel Cohen, qui a probablement aussi inventé le terme. Le domaine est si obscur que très peu d’articles sur la balotechnique peuvent être trouvés, et il n’y a certainement aucun physicien qui a basé sa carrière autour de ce domaine.
Cependant, les isomères nucléaires sont une réalité. Il existe au moins cinq isomères stables, dont le tantale-180m, l’osmium-187m, le platine-186m, l’hafnium-178m et le zinc-66m. Le « m » après le numéro atomique étiquette l’élément comme un isomère.
Le tantale-180m peut être trouvé en infimes quantités dans le tantale-180, et se trouve être la substance la plus chère au monde, avec un coût de 17 millions de dollars américains (USD) par gramme ! L’offre mondiale de tantale-180m n’est que d’environ sept milligrammes. Le tantale-180m est également le seul isomère métastable connu avec une demi-vie supérieure à quelques décennies. D’autres isomères ont des demi-vies aussi courtes que quelques jours ou même quelques heures.
La balotechnique a retenu l’attention pendant la guerre froide parce que les gens craignaient qu’elle puisse être exploitée pour créer des armes nucléaires ou servir de détonateur sans fission pour une bombe à fusion. Une substance obscure connue sous le nom de « mercure rouge » aurait fait l’objet de recherches sur les armes nucléaires par la Russie soviétique, et le matériau aurait coûté 100,000 200,000 à XNUMX XNUMX USD le gramme. On suppose que le mercure rouge était l’un des isomères nucléaires stables.
Les calculs suggèrent qu’un kilogramme de tantale-180m pur a jusqu’à 900 mégajoules d’énergie stockée dans les états excités de ses nucléons, ce qui en ferait une excellente source d’énergie s’il pouvait être induit à libérer cette énergie.