16 Обзор электронных газет

ОБЗОР ЭЛЕКТРОННЫХ ГАЗЕТ

(по теме статьи)

Я.Б. Зельдович, Ф.Л. Шапиро, В.И. Лущиков, Ю.Н. Покотиловский, А.В. Стрелков

Теоретически предсказано и экспериментально установлено неизвестное ранее явление удержания медленных нейтронов внутри объемов, стенки которых обеспечивают полное внутреннее отражение нейтронов. N 100 с приоритетом от 17 июня 1959 г.

Источник: Открытия в области ядерной физики и физики высоких энергий, внесенные в государственный реестр СССР с начала их регистрации в 1957 по 1990 г.

* * *

В.А. Карнаухов. ОИЯИ. Горячие ядра и фазовый переход жидкость-газ в ядерном веществе. "В заключение отметим астрофизический аспект рассмотренного явления. Во время катастрофического коллапса звездного материала, приводящего к взрыву сверхновой, ядерный газ конденсируется в жидкую фазу (здесь и далее жирным шрифтом выделено мною – Г.В.). В этом фазовом переходе образуется гигантское ядро – нейтронная звезда, объект с массой Солнца и радиусом порядка 10 км. У такого ядра много общего с обычным, атомным при температуре 5-10 МэВ. По плотности атомные ядра и нейтронные звезды близки, а свойства ядерной жидкости и звездной похожи. Различия – в размерах и составе: в ядре примерно в равной степени представлены нейтроны и протоны, в нейтронной звезде доминируют нейтроны.

Ядерный фазовый переход жидкость-газ по существу тот же самый процесс, который происходит внутри сверхновой, только идущий в обратном направлении. Поэтому изучение первого – уникальная возможность получить в лабораторных условиях информацию, весьма существенную для понимания динамики сверхновых".

* * *

Гатчинский нейтронный спектрометр ГНЕЙС предназначен для изучения нейтрон-ядерных взаимодействий с использованием времяпролетной техники в широком диапазоне энергий нейтронов от ~ 10^-2 эВ до ~ 100 МэВ. Спектрометр основан на протонном синхроциклотроне ПИЯФ с энергией 1 ГэВ, который является наиболее мощным циклотроном этого типа в мире. Основные параметры спектрометра ГНЕЙС следующие:

энергия протонного пучка 1 ГэВ

средний ток протонного пучка 2.3µA

ширина "вспышки" нейтронов 10 nс

среднее число образующихся нейтронов 3·10¹⁴n/с

число пролетных баз 5.

* * *

Ловушка для ультрахолодного нейтрона. Тот общелабораторный семинар в ЛНФ скучным назвать было никак нельзя, азарт атакующей аудитории и темперамент докладчика, выбравшего тактику "лучший вид обороны - нападение", свидетельствовали о явном неравнодушии к обсуждаемому вопросу. Тема семинара - "Локализация ультрахолодных нейтронов", докладчик - А.П.Серебров (ПИЯФ, Гатчина). Началась эта история в 1968 году - с открытием ультрахолодных нейтронов (УХН). А в 1971-72 годах были сделаны первые попытки хранения УХН в вещественных сосудах - графитовых, стеклянных с различным напылением.

Во всех экспериментах, у нас и за рубежом, времена хранения нейтронов оказывались гораздо меньше предсказанных теоретически. Возникла так называемая проблема аномалии. Наиболее ярко она проявилась в нашем, совместном с ПИЯФ, эксперименте на установке КОВШ в 1992 году. В этом эксперименте отношение сечения полных потерь УХН, измеренных экспериментально, к теоретическому значению составило два порядка. … Во-первых, А.П. Серебровым было показано, что сечение образования таких локализованных состояний очень велико. Известно, что для обычных веществ значение сечения рассеяния намного больше значения захвата… … есть экспериментальные данные группы В.И.Морозова (РНЦ "Курчатовский институт"), связанные с так называемым усилением захвата УХН в различных веществах. И, в частности, в нержавеющей стали, процентный состав которой известен точно и никаких "чудес" быть не может. Тем не менее, УХН "предпочитают" захватываться на входящем в сталь Ti, и возникает коэффициент усиления порядка 100.

* * *

Сечение взаимодействия ультрахолодных нейтронов. 9.11.2000 0:19 | УФН Наибольшее из известных сечений ядерных реакций $\sigma$ =5*10⁷ барн измерено в эксперименте по обстрелу ультрахолодными нейтронами ядер гадолиния (Gd). Большое сечение взаимодействия ядер гадолиния с нейтронами ранее было предсказано теоретически. Сечение столь велико по причине существования у ядер гадолиния определенной конфигурации энергетических уровней, обеспечивающей резонанс, при этом ядра гадолиния захватывали нейтроны на расстоянии в 10⁴ раз большем их диаметра (природный изотоп гадолиний-157 обладает также наивысшим среди всех элементов сечением захвата тепловых нейтронов – 150 тыс. барн, - Г.В.).

Эксперимент проводился H. Rauch и его коллегами в Венском институте атома

* * *

О "профессиях" нейтронных пучков. Интерес к нейтронной физике там огромен, а опыт Дубны - бесценен. Возможности этого источника практически не ограничены, а теперь, когда закрывается ИБР-30 и будет создаваться ИРЕН, для дубненских физиков коллаборация приобретает особую важность: по крайне мере, экспериментаторы не потеряют экспериментальной базы.

Во-вторых, в стране наблюдается улучшение, к тому же министром по атомной энергии стал академик, ученый, и к науке он относится очень трепетно. Это позволяет надеяться на активизацию научных изысканий.

Но зато присутствует Сьюзан Систрем, профессор Лос-Аламосской национальной лаборатории, обладающей самым мощным нейтронным источником. Сейчас она возглавляет физический отдел, под ее началом работают все физики лаборатории, около тысячи человек. А ее увлечение - холодные нейтроны. Так что, по всей видимости, будут новые проекты. Нейтронная ядерная физика расправляет крылья. … В этом году этот и без того хороший пучок PF1 был заменен на более (почти в четыре раза) интенсивный. Для этого был заменен нейтроновод на более совершенный, с суперзеркальным покрытием стенок, позволяющий выводить большую интенсивность и фокусировать нейтроны. В результате мы имеем потоки, доступные для экспериментов в области ядерной физики более, чем 10¹⁰ н/см²/сек.

…Теперь, после остановки ИБР-30, все наши надежды связаны с ходом реализации проекта нового источника резонансных нейтронов - ИРЕН. …Подписан контракт с московским предприятием "ГЕЛИЙМАШ", которое обязуется изготовить криорефрижератор.

Источник: http://www.jinr.ru/~golosk/ptp-2001/title.htm

* * *

К.А.Постнов. Как работают в космосе законы физики. Сильные взаимодействия. Cильные (ядерные) взаимодействия отвечают за многие важные ядерные реакции в недрах звезд и синтез тяжелых элементов. По современной теории "горячей вселенной", образование основных химических элементы - водорода и гелия - завершилось еще на дозвездной стадии эволюции вселенной в эпоху, когда температура плазмы была около 1 млрд. Градусов, а "возраст" Вселенной был "всего лишь" 200 с. Более тяжелые элементы образовались в ходе термоядерных реакций синтеза в недрах звезд. Однако в этих реакциях могут образовываться химические элементы только до элементов группы железа (кобальт, никель, железо). Дальнейшее присоединение нуклонов к ядрам требует затрат энергии. Рождение более тяжелых элементов происходит путем захвата ядрами нейтронов (протон захватить невозможно из-за огромных сил кулоновского отталкивания). Захваченные нейтроны в ядре превращаются в протоны с испусканием электрона и антинейтрино по каналу слабого взаимодействия, и атомный номер элемента таким образом увеличивается на 1. Эти процессы эффективно происходят во время вспышек сверхновых звезд. Расчеты показывают, что последовательным захватом нейтронов можно "сконструировать" все стабильные элементы вплоть до трансурановых. Ядерные силы определяют специфическое состояние сверхплотной материи нейтронных звезд. Действительно, при массе в массу солнца и радиусе 10 км средняя плотность нейтронной звезды порядка плотности атомного ядра $\sim 10^{14}$ г/см$^3$ . В некотором смысле нейтронная звезда представляет собой гигантское нейтральное атомное

ядро

. Принципиальное отличие, однако, заключается в том, что обычное ядро от развала на составные части удерживают ядерные силы, а нейтронная звезда существует из-за колоссальной гравитации собранного в ней вещества. Точного микроскопического описания вещества при таких плотностях в настоящее время нет из-за невероятной сложности этой задачи. Однако из астрофизических наблюдений пульсаров и рентгеновских источников удается восстановить многие макроскопические свойства нейтронных звезд - их массы, радиусы, моменты инерции. В конечном счете это налагает важные ограничения на возможное физическое состояния недр нейтронных звезд.

Источник: http://www.nature.ru/db/section_page.html?s=120400000.

* * *

Нейтронная физика на пороге ХХI века. Все современные проекты источников нейтронов связаны с протонными ускорителями - циклическими и линейными. В настоящее время в мире разрабатываются три очень крупных проекта: европейский проект суперисточника (ЕSS) - пока не принято решение, где он будет строиться, аналогичный проект реализуется в США и похожий - в Японии. Эти проекты ориентированы на нейтронпроизводящие мишени средней мощностью 1-5 мвт. Это как раз область средней мощности реактора ИБР-2.

…ЛНФ ОИЯИ всегда была одним из ведущих нейтронных центров в мире, традиционно определяющим стратегию нейтронных исследований. Причем ее значение за последние 10 лет только возросло благодаря реактору ИБР-2, который является самым высокопоточным импульсным источником нейтронов в мире.

Это совпадение, но приятно, что именно в год 40-летия наших реакторов комиссия по государственным премиям при Президенте РФ приняла решение о присуждении Государственной премии РФ в области науки и техники за 2000 год коллективу сотрудников ЛНФ ОИЯИ, ПИЯФ РАН И РНЦ "Курчатовский институт" "За разработку и развитие методов структурной нейтронографии по времени пролета на импульсных и стационарных реакторах".

Источник: http://www.jinr.ru/~golosk/ptp-2001/title.htm

* * *

Российские ученые открыли 116-й элемент таблицы Менделеева. 5.09.2000 5:00 | Русский Переплет. Около двух месяцев назад, 19 июля, в 1 час 21 минуту, в лаборатории ядерных реакций имени Г.Н. Флерова Объединенного института ядерных исследований в Дубне было зарегистрировано событие, которое можно интерпретировать как распад ядра 116-го элемента.

Однако важен не столько даже сам факт синтеза нового химического элемента. Уже 35 лет существует и развивается теоретическая гипотеза относительно того, что таблица Менделеева не кончается трансурановыми элементами. И это несмотря на то что по мере того, как мы идем ко все более тяжелым элементам, время их жизни резко уменьшается. Если уран, 92-й номер в таблице, живет миллиард лет, то 112-й элемент, который был синтезирован в Германии в 1995 г., живет 240 микросекунд! Но теория предсказывает, что если пойти еще дальше, ко все более тяжелым элементам, время их жизни начнет опять сильно возрастать (без "теории" ясно, что нейтронные звезды существуют как угодно долго – прим. Г.В.).

… Однако важен не столько даже сам факт синтеза нового химического элемента. Уже 35 лет существует (с подачи В.И. Гольданского – Г.В.) и развивается теоретическая гипотеза относительно того, что таблица Менделеева не кончается трансурановыми элементами. … теория предсказывает, что если пойти еще дальше, ко все более тяжелым элементам, время их жизни начнет опять сильно возрастать. Теоретики предсказали, что около элемента с атомным номером 114 при числе нейтронов в ядре 182 должен существовать "остров стабильности". Время жизни этого гипотетического элемента оценивается в несколько миллионов лет. Нынешний эксперимент в Дубне стал очень важным тестом на правильность всей ядерной теории. …"Честно сказать, больше всего нас интересует не синтез еще одного элемента. Ну, 116-й, ну еще один Ну и что? – комментирует результаты эксперимента Юрий Оганесян. – Если действительно правильно (а как будто это так), структура ядерной материи может так сильно менять свойства всей системы – ядра, атома, потом молекулы – то, вообще-то говоря, речь идет о совершенно необычном веществе, основу которого составляет очень тяжелое ядро".

… Один из выводов проведенных экспериментов касается теории синтеза атомных ядер: похоже, что заселение сверхтяжелых элементов нейтронами происходит сверху, а не снизу, как мы привыкли для стабильных элементов таблицы Менделеева. Тогда возникает вопрос: а где тот первичный источник сверхтяжелых элементов? Может быть, на него могут претендовать так называемые нейтронные звезды? Ответов пока нет.

А физики-теоретики уже обсуждают свойства элемента с порядковым номером 400 и числом нейтронов в ядре – 900! Эти гипотетические ядра должны иметь вид пузыря, так называемый bubble-nuclear – центр ядра пустой… Похоже, что ядерная материя действительно неисчерпаема в своих проявлениях (а он нам нужен, этот "bubble"? – Г.В.).

Источник: | Русский Переплет, http://www.nature.ru/db/author.html?id=10294,

* * *

Дальше