12 июля 2021

Использование реакторной базы ГНЦ НИИАР при получении новых сверхтяжелых элементов обсудили в Дубне

Делегация ГНЦ НИИАР во главе c директором Александром Тузовым приняла участие в совещании по развитию комплексной научной программы исследований сверхтяжелых элементов (СТЭ) и созданию современной инфраструктуры для ее реализации, которое проходило в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне с 30 июня по 2 июля.

Совещание открыл директор ОИЯИ, академик РАН Григорий Трубников и научный руководитель Лаборатории ядерных реакций Юрий Оганесян. С научным докладом по ионизации вакуума в сверхсильных лазерных полях выступил президент Российской академии наук Александр Сергеев. Традиционно большой интерес вызвал доклад Юрия Цолаковича о результатах работы Фабрики сверхтяжелых элементов и расширении таблицы химических элементов Менделеева. По словам ученого, фундаментальным следствием знаний стало предсказание возможности существования так называемого «острова стабильности» сверхтяжелых элементов. Ученые задались вопросом — где находится граница материального мира и каково возможное количество химических элементов. Период полураспада ядер элементов от урана (92) до нобелия (102) стремительно уменьшается — от 4,5 миллиарда лет до считанных секунд. Поэтому физики полагали, что есть некий предел существования сверхтяжелых элементов — граница существования материального мира.

«В конце 1960-х годов теоретики выдвинули гипотезу о возможном существовании сверхтяжелых элементов. По их расчетам, время жизни ядер элементов с номерами 110-120 должно было существенно возрастать. Эти «долгожители» проливают свет на целую область гипотетических элементов, которую назвали «островом стабильности» и которая значительно отодвигает ранее обозначенные пределы существования химических элементов. А затем эти гипотезы подтвердились экспериментально. Теория не стоит на месте», — отметил академик Оганесян. Сейчас ученые из Дубны нацелены на синтез 120 элемента. Именно для этого и была создана Фабрика сверхтяжелых элементов.

Сотрудничество специалистов Научно-исследовательского института атомных реакторов и лаборатории ядерных реакций им. Г.Н. Флерова ОИЯИ в области разработки и изготовления мишеней для экспериментов по синтезу новых элементов началось более 20 лет назад. За это время в ГНЦ НИИАР были изготовлены мишени для синтеза 115, 116, 117 и 118 элементов Периодической системы элементов Д.И. Менделеева.

В ходе своего выступления Александр Тузов подробно рассказал о возможностях ГНЦ НИИАР по изготовлению мишеней для получения новых сверхтяжелых элементов. В частности, наработке мишенных материалов — изотопов кюрия-248, берклия-249 и калифорния-251 на исследовательской ядерной установке СМ-3.

«В прошлом году мы успешно завершили масштабную модернизацию активной зоны самого высокопоточного в мире исследовательского реактора СМ-3: увеличили число облучательных ячеек, улучшили технико-экономические показатели и характеристики безопасности реактора, обеспечив возможность продления срока эксплуатации за горизонт 2040 года. Это позволяет нам выполнять программу производства целевых радионуклидов в облучаемых мишенях», — заключил Александр Александрович.

Сотрудничество сторон будет продолжено.«SHE-Factory» (Фабрика сверхтяжелых элементов) — базовая установка ОИЯИ для проведения экспериментов по изучению механизмов реакций со стабильными и радиоактивными ядрами, которая является ключевым элементом современного ускорительного комплекса тяжелых ионов DRIBs (Dubna Radioactive Ion Beams). Фабрика сверхтяжелых элементов специально предназначена для ускорения радиоактивных ионов для получения высоконейтронных изотопов, в т. ч. сверхтяжелых элементов. Ожидается, что создание нового сильноточного ускорителя и его инфраструктуры позволит значительно усилить эффективность экспериментальной базы Лаборатории ядерных реакций и быстрее продвинуться вглубь территории «острова стабильности».

На Фабрике сверхтяжелых элементов прошли два эксперимента. В ноябре 2020 года здесь был начат первый научный эксперимент — по синтезу 115 элемента Московия в реакции кальция-48 и америция-243. Эксперимент длился 3 недели. Следом стартовал второй эксперимент, где в ходе 27-дневного сеанса синтеза флеровия в реакции кальция-48 с плутонием-242 синтезировано 43 цепочки распада изотопов флеровия-286 и 287.

Научно–исследовательский институт атомных реакторов (НИИАР) создан в 1956 г. по инициативе академика И.В. Курчатова для инженерных и научных исследований в области атомной энергетики. В 2008 году институт преобразован в Открытое акционерное общество "Государственный научный центр - Научно-исследовательский институт атомных реакторов" (ОАО "ГНЦ НИИАР") и вошел в состав ин­тегри­ро­ван­ной компании ОАО "Атомэнергопром" со 100% го­су­дарст­вен­ным капиталом. В настоящее время НИИАР является крупнейшим в России научно-исследовательским экспериментальным комплексом гражданской атомной энергетики.