Почему не идёт реакция U+U

 

Год назад у меня была статья под названием «Что мешает модернизации и инновациям». Ответ на задаваемый вопрос был дан на примере ситуации с синтезом сверхтяжёлых элементов из т.н. «острова относительной стабильности». Все подробности – по ссылке. Напомню вам тот отрывок из этой статьи, который предлагает интерес для дальнейшего разговора:

 

«Итак, всего-навсего внедрить одно-единственное реально-существующее открытие российских учёных – и вот вам и целый букет «закрывающих технологий», и вот вам налицо «образ желаемого завтра». Что для этого нужно сделать?

Нужно сделать всего ничего. Получить изотоп 114-го элемента с атомной массой 298. Есть все основания полагать, что он будет очень устойчивым. А значит, его можно будет накапливать в весовых количествах... Что этому мешает?

Всего лишь то, что с помощью применяемых ныне атомных реакций можно получить лишь лёгкие изотопы 114-го элемента. С атомной массой не больше 289. А нужно 298. Девяти нейтронов не хватает.

Где их взять, в общем-то понятно. Ещё в 1970-е годы тот же Ю.Оганесян (руководитель работ по синтезу большинства сверхтяжёлых элементов на протяжении последних четырёх десятилетий) предлагал получить искомый изотоп путём реакции U+U (то есть бомбардировать урановую мишень разогнанными ионами урана). ..

И чего не хватает?

Денег?

Ну, денег, конечно, тоже не хватает. Требуются для этих экспериментов суммы, которые хотя и составляют копейки по сравнению со всякими там сухими-суперджетами и сочинскими олимпиадами, но для обыденных представлений немалые. Порядка нескольких миллионов уе. Но это в принципе не самая главная проблема. … Проблема в другом.

В том, что если вы предложите сотрудникам ЛЯР ОИЯИ требуемую ими сумму – могут и не взять. Докладывать на международных конференциях о полученных единичных атомах нового элемента – это с превеликим удовольствием. Но как только доходит до каких-то практических шагов – начинается самый типичный саботаж.

Вот, например, попробуйте их спросить о перспективах той же реакции U+U. Вы не добьётесь ответа. Вам могут сказать – мощности современных ускорителей не хватает для ускорение урана. Ну так давайте сооружать ускоритель, который сумеет ускорять ионы урана! Назовите сумму, какая вам нужна для сооружения такого ускорителя, мы поставим вопрос перед соответствующими инстанциями. Скажут – нет нет, не надо, реакция не получится. Спросишь: а вы откуда знаете, если, по вашим словам, уран никто не ускорял. Скажут: нет, проводили такую реакцию, всё ушло в деление. Спросишь: но, простите, на чём вы уран ускоряли, если, как вы говорите, таких ускорителей не существует?» (конец цитаты)

 

Ну так вот, мне, кажется, понятно, почему учёные так боятся разговоров про реакцию U+U. Вовсе не потому, что эта реакция окажется неудачной. А, наоборот, потому, что она окажется очень удачной. Но несколько не в том направлении.

А именно, при осуществлении этой реакции – столкновении потоков ядер урана – действительно получится большое количество сверхтяжёлых элементов. При этом научная ценность их будет не высока – потому что появится не конкретный запланированный изотоп, как в нынешних опытах с ускорителями, а смесь самых различных изотопов. Которые фиг идентифицируешь.

А вот для чего эта смесь изотопов окажется идеально подходящей… Да, да. Для изготовления тактического ядерного оружия. Которое, кажется, попадает под какой-то международный запрет на ядерные боезаряды мощностью ниже некоего предела. Потому что пока у нас на вооружении имеются только ракеты с мегатонными боеголовками – до тех пор все понимают, что, вероятнее всего, ядерное оружие применять не придётся и оно является лишь инструментом сдерживания.  А вот когда на сверхтяжёлых элементов с их критической массой, исчисляемой миллиграммами, будут созданы ядерные боезапасы для стрелкового оружия – то тут сразу же найдётся много желающих использовать его в любых локальных конфликтах. Причём если лишь одна из стран нарушит это ограничение и займётся такими исследованиями – то это очень скоро могут повторить многие страны, что приведёт к новой гонке вооружений и использованию ядерного оружия в реальных конфликтах. При том, что сейчас не времена первых атомных проектов, когда создать атомную бомбу было под силу лишь сверхдержавам. Сегодня ускорители, потенциально пригодные для синтеза сверхтяжёлых элементов (с соответствующими научными школами) существуют не только у лидеров в данном направлении – России, США и Германии – но даже и у таких стран, как Япония и Финляндия. Когда будущий СССР всё же займётся внедрением сверхтяжёлых элементов в мирные атомные технологии (не без возможностей «двойного использования», конечно), то советским дипломатам придётся искать возможности для пресечения подобных разработок странами-конкурентами. Ну вот, например, если после того, как советские космонавты высадятся на Луну и выяснят, что всё-таки «американцы на Луне не были», то это приведёт к международному «опущению» США, которое заставит их забыть о каких-то амбициях и ядерных игрушках.

Хотя, возможно, зря я развёл излишнюю конспирологию и причина неудачи реакции U+U банальнее. Действительно, пока не получается это синтезировать, поскольку «всё уходит в деление»[1]. Т.е., поскольку у получающихся ядер сверхтяжёлых элементов высокая энергия связи, то она высвобождается при синтезе и уходит в возбуждение ядра. Но это говорит о том, что путь правильный – действительно, получаются ядра с высокой энергией связи, т.е. устойчивые. Весь вопрос в том, как снизить температуру ядра (снять лишнюю энергию). Но это уже вопрос именно технологии. Но для этого, видимо, всё-таки придётся переступить через некоторые навязываемые нам барьеры. Например, можно предложить технологию изменения энергии частиц без изменения импульса – если допустить возможность сверхсветовых скоростей.

 

В продолжение темы:
Интервью Г.Н,Флёрова журналу "Химия и жизнь" (1970-е годы) о возможности реакции U+U



[1] Контраргументом против такого предположения является пример с синтезом элемента номер 106 (сиборгий) в Дубне, когда наиболее эффективным оказался путь по синтезу нового элемента не путем бомбардировки тяжелого изотопа значительно более легким, а путем ядерной реакции между ядрами с сопоставимой массой:

«В мае 1974 г. корреспондент журнала «Химия и жизнь» в очередной раз приехал в Дубну. Приехал за статьей об антитритоне – самой тяжелой античастице, полученной физиками Дубны и Серпухова. Следовательно, путь мой лежал в ЛЯП, а не в ЛЯР. (ЛЯП – Лаборатория ядерных проблем, ЛЯР – Лаборатория ядерных реакций, где и занимаются синтезом новых элементов). Но в ЛЯР, конечно, я тоже зашел.

В лаборатории царило нервное возбуждение.

Долгий опыт общения с этой «фирмой» подсказывал: что-то случилось. И точно – один из старых знакомых шепнул, что, кажется, 106-й получился, но ни о каких подробностях он не может рассказывать.

– А кто может?

– Только Г.Н.

И я отправился к Георгию Николаевичу Флерову – академику, лауреату и проч. и проч., директору лаборатории. Логично было предположить, что общее нервное возбуждение, царившее в лаборатории, распространялось и на его кабинет. А может именно оттуда исходило. Поэтому меня не удивило, что на этот раз Г.Н. встретил не слишком приветливо.

– Здравствуйте, не совсем вы вовремя, у меня всего несколько минут.

– Георгий Николаевич, агентура донесла, что у вас 106-й элемент открыли. Это правда?

– Правда, но пока это не для печати, нужно кое-что проверить, кое в чем утвердиться. Вернемся к этому разговору через месяц.

– Но скажите хоть в какой реакции.

– Ничего не скажу, рано, – чуть помолчал и добавил, подтрунивая: – В реакции, придуманной в группе Оганесяна.

– Все ясно, – ответил я, – спасибо за исчерпывающую информацию.

Действительно этой фразой Г.Н. сказал многое.

По прошлым посещениям лаборатории я знал (в том числе и от самого Флерова), что синтезом 106-го элемента в лаборатории занимаются две группы. Группа Виктора Друина пытается получить его в классической ядерной реакции, бомбардируя кюриевую мишень ионами неона (атомный номер кюрия 96, неона – 10; 96 + 10 = 106). Группа Юрия Оганесяна шла другим путем, запретным с точки зрения большинства теоретиков. Оганесян, Демин и их товарищи хотели получать новые элементы из стабильного свинца, используя очень тяжелые ионы-снаряды, в данном случае – хром.

Флеров, кажется, и сам не очень верил в эту затею, но часы работы на циклотроне отпускал достаточно щедро. И главное, на всех семинарах и обсуждениях он брал на себя роль критика-скептика, «адвоката дьявола», помогая тем самым своим ученикам нащупать верный путь. Когда-то И.В. Курчатов этим же методом направленных придирок помог своим ученикам К.А. Петржаку и Г.Н. Флерову открыть спонтанное деление.

И вот 106-й, кажется, состоялся. И – в «реакции группы Оганесяна». Значит, вопреки прогнозам теоретиков»

Популярная библиотека химических элементов»)