Весенний блок очередных сессий программно-консультативных комитетов ОИЯИ в Доме международных совещаний начался с рассмотрения программы института по ядерной физике.
Основное внимание экспертов Программно-консультативного комитета (ПКК) по ядерной физике уделялось Фабрике сверхтяжелых элементов, которая к концу года должна открыться в Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ.
По словам заместителя директора Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ Андрея Попеко, процесс создания фабрики сверхтяжелых элементов подходит к завершающей стадии. И потому члены ПКК сосредоточились на обсуждении деталей работы нового ускорительного комплекса. Ключевые элементы комплекса – ускоритель-циклотрон ДЦ-280 с очень высокой интенсивностью пучков тяжелых ионов и источник тяжелых ионов. Высокая интенсивность пучков нужна, чтобы в сто раз по сравнению с прошлыми экспериментами увеличить количество событий, когда наблюдается синтех новыъ элементов. Далекл не каждое столкновение пучка с мишенью приводит к синтезу. Впервые специалистам-ускорительщикам приходится иметь дело со столь высокой интенсивностью пучков тяжелых ионов. Они очень сильно нагревают мишень при соударении с ней. «Даже слабенькие пучки могут нагревать мишень до полутора тысяч градусов за несколько долей секунды, поэтому это все надо предусматривать в технических решениях», – сказал об этой проблеме Андрей Попеко.
Следующая проблема – где заказать мишень из трансурановых элементов: покрытую слоем сверхтяжелого элемента титановую фольгу толщиной в микрон. Производителей материалов для таких мишеней в мире всего два – Ок-Риджская лаборатория в США и Научно-исследовательский институт атомных реакторов в российском Димитровграде Ульяновской области. Оба центра участвовали в изготовлении мишеней, например, для синтеза супертяжеловеса номер 117 из таблицы Менделеева, получившего имя теннессин в честь штата Теннесси, где расположен Ок-Ридж.
Важные детали – обеспечение радиационной безопасности во время эксперимента и сохранности материала мишени.
Исключительно ответственная часть эксперимента по синтезу сверхтяжелых – «узнать в лицо» новый элемент, отделить его от других продуктов ядерной реакции. Разделением нужного и ненужного занимаются специальные установки – сепараторы. Если лишнее не убрать, то и новых ядер не найдешь, и детектор сгорит очень быстро под натиском пучка сверхтяжелых.
Новый источник сверхтяжелых ионов для фабрики в Дубне будет работать по принципу электронно-циклотронного резонанса, рассказал членам ПКК начальник научно-технологического отдела ускорителей ЛЯР ОИЯИ Игорь Калагин. Такой источник обеспечивает высокую интенсивность пучков сверхтяжелых ионов.
В рамках проекта DRIBs-III в Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ создается ускорительный комплекс, где будут происходить не только эксперименты по синтезу сверхтяжелых. Там же готовятся условия для изучения структуры легких экзотических ядер. Ключевая установка здесь – запущенный в марте нынешнего года фрагмент-сепаратор ACCULINNA-2. Его строили шесть лет.
Членам ПКК по ядерной физике были представлены результаты первого теста АККУЛИННЫ. Ожидаемые параметры установки очень хорошо подтвердились. Экспериментаторы ЛЯР надеются, что на базе сепаратора ACCULINNA-2 будет построен комплекс накопительных колец и что через семь лет он станет таким же меганаучным проектом, как коллайдер NICA Лаборатории физики высоких энергий. Семь лет нужны для разработки технического проекта будущей мегаустановки.