На пути к «острову стабильности» - ситуация на начало 2007 года

О значении исследования сверхтяжелых элементов для решения энергетических проблем человечества, а также о возникающих при этом проблемах, мы в течение 2004-2005 годов писали неоднократно: см, например, материалы, расположенные по адресам:

В начале 2007 года на официальном сайте Лаборатории ядерных реакций (ЛЯР) Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, которая и является мировым лидером в исследовании сверхтяжелых элементов, появился ряд материалов, связанных с этим вопросом – как новых, касающихся планов ОИЯИ на предстоящий год, так и датированных более старыми датами, но также проливающими свет на ряд интересных вопросов.

Можно отметить, что по сравнению со временами написания вышеуказанных материалов наблюдаются заметные позитивные подвижки на пути к реализации ранее высказывавшихся нами предложений:

1. в плане работ ЛЯР ОИЯИ впервые намечен прорыв в следующий, 8-й период таблицы Менделеева: «Изучение реакции полного слияния 58Fe + 244Pu, приводящей к образованию изотопов элемента с Z=120». Помимо понятного научного значения этого открытия, когда оно состоится, станет тот факт, что более «легкие» элементы тира 114-го уже переходят из области чисто фундаментальной в область прикладную.

2. в плане значится также «Изучение симметричной ядерной реакции 136Xe + 136Xe, приводящей к образованию изотопов хассия (Z=108)». Эта реакция – важный шаг на пути к «симметричной» реакции 238U + 238U, которая способна привести к получению долгоживущих (до сотен миллионов лет) изотопов 114-го элемента. До недавних пор сотрудники ОИЯИ относились к этой реакции скептически как к чему-то заведомо неосуществимому.

3. в качестве стратегической цели (в том числе по линии проекта DRIBs) ставится задача максимального увеличения плотности потока частиц, что является принципиально важным в получении сверхтяжелых элементов:

«Развитие циклотронного комплекса Лаборатории У400М, У400 для получения интенсивных пучков ионов ускоренных до энергий 100 МэВ/н.

Модернизация циклотрона У400М с целью получения пучков ионов с энергиями 615 МэВ/А. Модернизация циклотрона У400 с целью улучшения качества пучков и снижения энергопотребления. Ожидаемые результаты по завершении этапов темы или проектов:

- Усовершенствование комплексов У400М и У400 для получения пучков ускоренных ионов с энергией от 3 до 100 МэВ/нукл.

- Разработка и усовершенствование ускорителей для получения интенсивных пучков экзотических легких ядер.

Ожидаемые результаты по этапам темы или проектам в текущем году:

- Получение ускоренных пучков ионов из газообразных и твердых веществ из источников ЭЦР-типа. Повышение эффективности внешней инжекции в циклотроны У400 и У400М.

- Получение интенсивных пучков ионов Fe на циклотроне У400.

-Получение на У400 интенсивных пучков Xe с энергией 5-6 МэВ/А.

- Модернизация циклотрона У400М для получения пучков ионов с энергиями 615 МэВ/А.

- Комплектация оборудования для реконструкции циклотрона У400 с целью повышения эффективности и снижения энергозатрат».

В другой статье на ту же тему говорится:

«Идея DRIBs - получить радиоактивный пучок, который в тысячу раз был бы интенсивнее, чем у имеющихся на сегодня аналогов, - рассказывает научный руководитель Лаборатории ядерных реакций, член-корреспондент РАН Юрий Оганесян».

4. В той же статье приводятся следующие слова Ю.Оганесяна: «В 2000 году нами уже был получен сверхтяжелый изотоп водорода - 5Н. Но, по нашим расчетам, при использовании физической мишени, сделанной из трития, мы сможем получить экзотический сверхтяжелый изотоп водорода - 7Н. Мало того, есть предположение, что водород-7 должен быть стабилен. То есть мы получим вещество, которое сейчас встречается только в нейтронных звездах». Если это предположение подтвердится, то такой водород-7 можно будет использовать для резкого увеличения числа нейтронов в производимых сейчас изотопах сверхтяжелых элементов.

5. В статье сотрудника ЛЯР ОИЯИ В.А.Щеголева «Открытие трансурановых элементов» для сборника, посвященного 135-летию Политехнического музея впервые прямо сказано о возможности практического использования сверхтяжелых элементов в энергетике:

«Достигнутый успех породил и новые замыслы освоения открытой terra incognito. Прежде всего, хотелось бы получать ядра сверхтяжелых элементов (СТЭ) в больших количествах. Конечно, сам факт открытия нового элемента всего по двум наблюденным атомам впечатляет, но для более полного изучения требуется значительно большее количество. Оказалось, что для этого есть резервы, а именно в дальнейшем совершенствовании экспериментальной аппаратуры, в частности в увеличении ее эффективности. Еще один резерв - в получении на ускорителе пучков ионов с возможно большим избытком нейтронов в ядре. Среди естественных стабильных изотопов кальций-48 по этому параметру является чемпионом (избыток нейтронов над протонами N-2Z=8), но для наших экспериментов требуется еще большая величина N-2Z. Поэтому нужно переходить к ускорению радиоактивных ядер, которые получаются при делении урана (осколки деления). Среди них олово-132 (N-2Z=32) представляется наиболее перспективным. Задача ускорения таких ядер является технически очень сложной, но выполнимой. На ее решение направлен реализуемый в настоящее время проект DRIBs.

Возникли и новые идеи относительно свойств СТЭ, которые следует проверить экспериментально. Образно говоря, попав на остров стабильности, мы еще не добрались до его вершины. Пока мы только на "отроге" этой вершины. Но и это может многое сказать. Сейчас теория предсказывает время жизни для ядер СТЭ, находящихся на вершине, в десятки тысяч, а то и миллионов лет. Но не исключено, что с внесением поправок эти времена жизни возрастут до сотни миллионов лет. … Уже сейчас можно определенно сказать, что СТЭ представляют собой очень компактный источник энергии».

Эти слова интересны еще и потому, что до недавних пор сотрудники ЛЯР ОИЯИ, включая и самого В.А.Щеголева, не хотели говорить о возможностях практического использования сверхтяжелых элементов, рассматривая их как сугубо фундаментальное направление.

Однако, несмотря на положительные подвижки, остаются и серьезные тормозящие факторы. Так, в той же статье В.А.Щеголева, а равно и в плане работ, продолжается линия на попытки поиска сверхтяжелых элементов в природе. «Проведение экспериментов по поиску редких событий спонтанного деления в осмиевых образцах», - говорится в плане работы. Хотя неэффективность этого пути уже была показана нами в одном из указанных выше материалов. Очередной большой эксперимент по поиску сверхтяжелых элементов именно в осмиевых породах начался еще в 2004 году, и, по имеющейся на настоящий момент информации, пока не привел к результату.

Кроме того, в тех же самых материалах поддерживается старый курс на безоговорочное признание дискриминационных для нашей страны решений ЮПАК от 1997 года о названиях элементов.

Подводя итоги, можно сказать, что в научной области сотрудники ЛЯР ОИЯИ движутся в правильном направлении, однако, чтобы эти работы имели успех, необходимо решение известных политических проблем. Когда произойдут прогрессивные политические изменения – тогда и результаты работы ЛЯР ОИЯИ займут достойное место в реализации предлагаемой нами научной программы.