Главный компонент для синтеза 117-го элемента таблицы Менделеева - мишень из берклия - изготовлен специалистами димитровградского НИИ атомных реакторов и готовится к отправке в Дубну, где физики будут получать новый элемент на ускорителе, сообщил в интервью РИА Новости во вторник директор отделения радионуклидных источников НИИАР Ростислав Кузнецов.
В Объединенном институте ядерных исследований в подмосковной Дубне ранее были получены сверхтяжелые элементы с номерами со 112 по 116 и самый тяжелый на сегодня 118-й элемент. "Пропущенный" 117-й элемент будут получать на циклотроне У-400, где созданную в Димитровграде мишень из берклия станут бомбардировать ионами кальция. При столкновении ядер атомов берклия и кальция и будут появляться атомы нового элемента.
Кузнецов рассказал, что мишень готова, отправить ее в Дубну предполагается до конца недели.
"Сегменты мишени будут доставляться автотранспортом. Это отлаженная процедура - перевозку радиоактивных грузов мы осуществляем регулярно, по несколько раз в месяц. Для этого есть специально оборудованные автомобили, специальные сертифицированные контейнеры", - пояснил собеседник агентства.
Он добавил, что маршрут перевозки согласован с органами, контролирующими перемещение опасных грузов.
Берклий из Америки
Эксперимент по синтезу 117-го элемента примечателен тем, что для него необходима мишень из чрезвычайного дорого и дефицитного материала - берклия, период полураспада которого 320 дней, а стоимость, по данным издания "Библиотека химических элементов", достигает 10 миллионов долларов за 100 миллиграммов.
Физики из Окриджской национальной лаборатории (Oak Ridge National Laboratory) в США синтезировали для российских коллег 25 миллиграммов берклия-249.
Кузнецов отметил, что процесс получения этого элемента длительный (до пяти лет) и чрезвычайно дорогой, и в мире существуют всего две установки, где можно это сделать - реактор HFIR в Окридже и реактор СМ в НИИАРе.
"Наработка трансплутониевых элементов (к ним относится и берклий) включает облучение в реакторе мишеней из плутония. Это облучение длится несколько лет. Периодически мишени перерабатываются радиохимическим способом, из них выделяются нужные компоненты (радионуклиды америция, кюрия), ненужные - примеси - отделяются, после чего облучение продолжается, и так до наработки требуемого количества нужного радионуклида", - пояснил ученый.
"Из нескольких сотен граммов стартового материала получаются несколько миллиграмм целевого радионуклида", - добавил он.
Из США берклий был доставлен в аэропорт "Шереметьево", затем в самарский аэропорт "Курумоч", а оттуда на специально оборудованной автомашине и под охраной - в Димитровград.
"Груз перевозился в специальных сертифицированных контейнерах. Опасности для человека и окружающей среды при таких перевозках нет. Для этого применяются специальные упаковочные транспортные комплекты, через которые радиация не проходит", - подчеркнул Кузнецов.
Как делали мишень
По словам Кузнецова, сама технология изготовления мишени похожа на процесс нанесения декоративного хромированного покрытия на металл.
"Сначала подготавливается раствор соли берклия (состав специально подбирается), затем он помещается в электрохимическую ячейку. Один из электродов ячейки изготовлен из титановой фольги толщиной 1,5 микрона и является подложкой, на которую наносится берклий. Включается электрический ток и берклий осаждается на фольгу", - сказал собеседник агентства.
"Условия нанесения и состав раствора - это наше ноу-хау, которое отрабатывалось годами исследований. Берклий в природе не существует, это искусственный элемент, и отработку процессов с ним приходится выполнять с помощью специальных модельных экспериментов", - добавил ученый.
Говоря о мерах безопасности, он отметил, что уровень радиации от данной партии берклия не столь высок, поскольку излучение от берклия низкоэнергетическое, и от него можно легко защититься. "Вся работа проводится в специальных защитных боксах, с помощью дистанционных инструментов. Персонал его голыми руками не трогает", - добавил он.
НИИАР и ранее выполнял подобные работы для ОИЯИ и других научных центров.
"Мы уже неоднократно изготавливали аналогичные мишени. Каждый раз - из разных стартовых материалов, и каждый раз технология имела свои нюансы. Последнюю мишень мы делали для Дубны в 2008 году", - сказал ученый.
Он добавил, что лаборатория, которая изготавливает сегменты мишени, работает и для других программ, в частности, здесь делали радиоактивные источники для американского зонда Pathfinder, марсоходов Spirit и Opportunity.
"Именно эти источники позволили изучить состав марсианского грунта. Никто другой за эту работу не взялся, поскольку требования к источникам были крайне жесткими. Сотрудники НИИАРа смогли, наши конкуренты - американцы и немцы - нет", - заключил Кузнецов.
117-й элемент получат к концу года
У физиков Объединенного института ядерных исследований ограниченное время для синтеза: период полураспада берклия - 320 дней, а это значит, что через 320 дней из 25 миллиграммов останется 12,5 миллиграмма.
Руководитель эксперимента, директор лаборатории имени Флерова профессор Сергей Дмитриев ранее сказал РИА Новости, что к концу года 117-й элемент будет синтезирован, а дальше будут изучаться его свойства.
Самый тяжелый природный элемент - уран - имеет атомный номер (число протонов в ядре) 92. Элементы тяжелее урана получают в ядерных реакторах, самый тяжелый из них - фермий с номером 100.
Все более тяжелые, чем фермий, элементы были созданы искусственно на ускорителях в реакциях, ускоренных до больших энергий ионов с ядрами мишени. В результате образуются ядра сверхтяжелых элементов, которые существуют очень короткое время, а затем распадаются. Следы распада позволяют судить об удаче синтеза.