На сессиях ПКК

В широком диапазоне исследований

36-я сессия Программно-консультативного комитета по ядерной физике проходила 21-22 июня в Доме международных совещаний. Перед ее началом участники почтили память коллег - Вячеслава Горожанкина и Румяны Калпакчиевой, замечательных ученых и организаторов науки.

Председатель ПКК В.Грайнер проинформировал о выполнении рекомендаций предыдущей сессии, а вице-директор М.Иткис - о резолюции 111-й сессии Ученого совета и решениях КПП. В интервью журналистам Михаил Григорьевич так обозначил основные задачи заседаний и обсуждений:

- Летняя сессия ПКК по ядерной физике посвящена промежуточным итогам, потому что главные итоги проектов мы обсуждали в январе. Теперь будем обсуждать, как реализуются наши проекты. Пока все идет по плану. Главный проект по ядерной физике, как вы знаете, - DRIBS-III. Строится новое здание, начали делать новый ускоритель. Так что все идет нормально, мы довольны. На этой сессии представлено большое количество докладов по тематике Лаборатории ядерных проблем. Это связано с тем, что мы сейчас снова активно развиваем нейтринную физику, и кроме того, в ЛЯП ведутся медицинские исследования. И то и другое чрезвычайно важно. Нейтринная физика - это фундаментальная наука, которая зародилась в ОИЯИ, основоположником ее был академик Бруно Максимович Понтекорво. И радиационной медициной здесь тоже занимаются много лет, сейчас осваиваем новые ускорители, которые разрабатываются специально для облучения онкологических больных.

Разработке ускорителей для медицинских исследований и был посвящен отчет-доклад начальника отдела новых ускорителей ЛЯП Г.Карамышевой:

- Мой отчет посвящен совершенствованию фазотрона и разработке циклотрона для медицинских и физических применений. И главное то, что фазотрон исправно работает, прежде всего для протонной терапии, обновляются его системы, в частности заменены системы питания основной обмотки. Что касается разработки циклотрона для прикладных применений, особенно для медицинских, в основном сотрудничаем с фирмой IBA. В свое время практически только силами специалистов ОИЯИ мы разработали проект сверхпроводящего циклотрона С-400, предназначенного для адронной терапии, то есть для терапии ионами углерода. Параллельно проводили анализ динамики пучка на серийном циклотроне С-235 бельгийской фирмы IBA, который работает уже в разных странах мира, - более 10 установок функционируют, 16 изготовлено. Этот циклотрон мы не просто проанализировали и монтируем сейчас в 5-м корпусе, мы его существенно улучшили. Благодаря анализу динамики пучка уже сейчас внесены изменения в конструкцию, которые привели, в частности для циклотрона в Орсэ, к увеличению эффективности ускорения и вывода от максимальных 50 процентов до 70. Это очень хороший результат, и мы надеемся, что последующие циклотроны, в том числе и наш димитровградский, тоже будут иметь хорошую эффективность ускорения и вывода.

Это далеко не все изменения, внесенные в структуру этого ускорителя. Мы предложили увеличить спиральность секторов на циклотроне С-235, что приведет к уменьшению чувствительности по искажению идеальной плоскости, - собственно, это и есть основная причина потерь. И когда будет внесено это изменение, оно, безусловно, приведет к дальнейшей оптимизации параметров установки. Итогом этих наших усовершенствований будут сборка и запуск ускорителя для Димитровградского радиологического центра. Сборка идет и завершится предположительно в августе, а к сентябрю мы должны закончить пуско-наладочные работы. Кроме этого, мы участвуем в разных больших проектах, например с Китаем есть интересное сотрудничество. В Ланджу проектируется создание центра для углеродной терапии на основе синхротрона, но в качестве инжектора используется небольшой циклотрон, и его проектированием занимаются наши специалисты. Таким образом, наша работа полезна не только для нашей страны, но и для других государств.

Второй большой доклад по тематике ЛЯП - "Физика легких мезонов" - представил начальник отдела физики промежуточных энергий ЛЯП В.Куликов:

- Наша тема объединяет несколько проектов, которые выполняются на ускорителях промежуточных энергий в различных научных центрах Швейцарии, Германии, России (Гатчина) и Лаборатории ядерных проблем. Основное направление: исследования редких распадов мезонов, - было начато С. Коренченко, и эти работы продолжаются до сих пор. Результаты получены достойные, многие из них были, а некоторые и сейчас остаются лучшими в мире в этой области. Другая тема, которой мы занимаемся примерно 20 лет, - проект SPRING, изучение спиновых характеристик адронов. По этой теме мы сотрудничаем с Институтом ядерной физики в Юлихе. И благодаря тому, что Германия является ассоциированным членом ОИЯИ, мы долгое время получали существенную поддержку по этой программе. У нас есть проект, которым руководит Д.Понтекорво, PAINUC, осуществляемый на ляповском ускорителе. Изюминка эксперимента - использование так называемых самошунтирующихся стримерных камер, которые позволяют регистрировать треки частиц с крайне малыми энергиями. Еще один из проектов выполняется на синхротроне MAMI в Майнце, Германия, для этих исследований нашими сотрудниками создана поляризованная твердотельная мишень с очень высокими характеристиками. Интересен проект под названием ТРИТОН, нацеленный на продолжение исследований по так называемому мю-катализу. Дело в том, что большая часть реакций по мю-катализу уже исследованы и находятся в согласии с теорией, а реакция мюонного катализа пропана с тритием была исследована мало, резко противоречит теории, и мы надеемся, что наш инструмент позволит это противоречие прояснить. И наконец, еще один очень интересный проект МЮОН больше относится к физике твердого тела и в будущем имеет, наверное, прикладные приложения, поскольку связан с изучением структуры полупроводников, что очень важно для промышленности, для создания новых материалов. Так что будущее у нашей тематики есть.

В повестку комитета по традиции включены несколько научных докладов. С. Богомолов рассказал об ЭЦР-источниках, созданных и разрабатываемых в Лаборатории ядерных реакций, которые позволяют получать различные ионы для ускорительных комплексов ЛЯР для исследований легких и тяжелых экзотических ядер. В частности, были представлены новые результаты по модернизации ионного источника ECR-4M, разработке сверхпроводящего ионного источника DECRIS-SC2 и создании источника ионов для циклотронного комплекса DC-110.

Д.Каманин представил обзор экспериментальных результатов по коллинеарному кластерному тройному делению, посвященный серии экспериментов, в которых наблюдались многокомпонентных распады возбужденных тяжелых ядер. Было рассказано об установке для исследований редких мод тройного кластерного распада.

"Измерение времени жизни нейтрона в материальных ловушках: состояние дел и перспективы" - так называлось сообщение Ю.Покотиловского, в котором рассмотрена современная ситуация с измерением времени жизни нейтрона, представлены результаты исследований перспективных материалов и эксперимента по измерению времени жизни нейтрона.

Традиционная тематика ЛЯР по синтезу сверхтяжелых элементов достаточно регулярно освещается в нашей газете, а о новостях, связанных с исследованиями легких экзотических ядер, мы, воспользовавшись случаем, попросили рассказать ученого секретаря ЛЯР С.Сидорчука:

- Самый последний опубликованный результат связан с исследованием сверхтяжелых изотопов гелия. Известно, что самый распространенный изотоп гелия - это дважды магический, компактный и хорошо связанный гелий-4. Согласно оболочечной модели, следующим дважды магическим изотопом гелия должен быть гелий-10, поскольку он содержит магическое число протонов, как гелий-4, и магическое число нейтронов, как кислород-16. Предполагалось, что благодаря замкнутым оболочкам гелий-10 должен обладать повышенной стабильностью, хотя в настоящее время правильней было бы говорить скорее об ожиданиях пониженной нестабильности этого ядра. Так или иначе, сегодня понятно, что он находится за границей нуклонной стабильности и его свойства - это одна из нерешенных проблем ядерной физики.

Дело в том, что гелий-10 является чрезвычайно сложным объектом для исследований. В ЛЯР есть возможность получать гелий-10 с помощью вторичных пучков, которые производятся на ускорителе У-400М. В частности, это ядро может быть получено в реакции передачи двух нейтронов на гелий-8. Гелий-8 живет около ста миллисекунд, этого времени вполне достаточно, чтобы получить его, сформировать вторичный пучок и направить на мишень. Мишень в данном случае тоже представляет собой весьма специфическое устройство - это газовая ячейка, заполненная радиоактивным изотопом водорода - тритием. В нашем эксперименте были получены параметры основного состояния гелия-10, но, кроме этого, наблюдалось еще одно замечательное явление - нарушение очередности заполнения оболочек.

Вывод из наших экспериментальных данных, в которых изучались угловые и энергетические корреляции продуктов распада: за границей области стабильности происходит "плавление" энергетического зазора между оболочками, который в нормальных ядрах обеспечивает их стабильность. Результат был опубликован в журнале Physical Review Letters в мае этого года.

Интерес к подобным исследованиям сейчас очень велик, работы в этой области очень неплохо финансируются практически во всем мире, и в результате через несколько лет будет запущено несколько фабрик радиоактивных пучков, нацеленных на исследования новых нейтроноизбыточных изотопов. Здесь нужно сказать, что стабильных изотопов всего около 300, известных радиоактивных изотопов - около 3000, а неизвестных может быть от 2 до 5 тысяч. Это ядерная материя в экстремальном состоянии, от нее можно ожидать новых неизвестных эффектов и явлений. В настоящее время граница нуклонной стабильности известна лишь в области легчайших ядер, но исследования даже этой небольшой зоны оказались весьма плодотворными: обнаружены ядра с гало, найдены нарушения закономерностей заполнения нуклонных оболочек, открыто явление двухпротонной радиоактивности.

ПКК закончил работу знакомством со стендовыми докладами молодых ученых ЛЯР и ЛНФ в области исследований по ядерной физике и выработкой очередных рекомендаций. Одного из экспертов, В.Осташко (Украина, ИЯИ, Киев), мы попросили поделиться мнением об итогах сессии:

- За полгода, я считаю, сделано немало. Во-первых, видно, что продвигается решение задач, которые были поставлены на прошлой сессии ПКК, мы видим перспективу создания установки АКУЛИНА-2, нового циклотрона. Кроме того, на этом ПКК мы узнали новые результаты, например по коллинеарному трехчастичному распаду. Это очень радует, и в некоторой мере мы даже завидуем коллегам, работающим в ОИЯИ, потому что у нас все развивается не так быстро.

Без сомнения, интересна нейтринная тематика. У нас тоже проводятся исследования по нейтрино - двойной бета-распад, электронный захват, есть большой отдел физики лептонов, наши специалисты плотно сотрудничают с Дубной. Это перспективные исследования, они принципиально важны для понимания сущности материи.

Галина МЯЛКОВСКАЯ, фото Елены ПУЗЫНИНОЙ