Горизонты научного поиска

Перспективы исследований экзотических ядер

Программа исследования сверхтяжелых элементов в ЛЯР ОИЯИ имеет заслуженную мировую известность. Успехи в изучении легких экзотических ядер позволяют рассчитывать на реализацию программы исследований мирового уровня свойств экзотических ядер в малоизученных областях карты нуклидов. Первое рабочее совещание с привлечением ведущих отечественных и зарубежных специалистов, посвященное перспективам исследований свойств экзотических нейтронно- и протонно-избыточных ядер в обширных малоизученных областях карты нуклидов, состоялось в Доме международных совещаний 7-8 февраля 2019 года и совпало с празднованием Дня науки в РФ. Именно эта неделя оказалась особенно напряженной для сотрудников Лаборатории ядерных реакций имени Г.Н.Флерова, поскольку наряду с этим событием проходили мероприятия в президиуме РАН и правительстве Московской области, связанные со 150-летием со дня рождения Д.И.Менделеева и открытием международного года Таблицы Менделеева в России.

Совещание, собравшее более 60 участников из институтов России, Беларуси, Италии, Германии и Канады, открыл директор ОИЯИ академик В.А.Матвеев. Состояние базовых установок ЛЯР, применяемых в исследованиях легких экзотических ядер (ускоритель У-400М, фрагмент-сепаратор АКУЛИНА-2 с периферийным оборудованием и радиационной защитой), и предложения для перспективной программы исследований были представлены в докладах профессоров С.Н.Дмитриева, Л.В.Григоренко и Г.М.Тер-Акопьяна. Участники одобрили идею сфокусировать перспективную программу исследований на направлениях в ядерной физике, где есть высокий потенциал открытий. Это позволит быть на переднем крае научных исследований среди ведущих мировых центров при оптимальном бюджете. В качестве примеров приводились, в частности, исследования на пучках радиоактивных ядер при их взаимодействии с электронами в коллайдерном эксперименте, а также в изучении свойств тяжелых нейтронно-избыточных систем в области Z порядка 100-108, получаемых в реакциях передачи кластеров ⁴n, ⁵H, ^6-8He, ^9-11Li, ^14-16Be, ... ²⁴O и других на ядра трансурановых элементов.

Для достижения амбициозных научных целей необходимо создание "фабрики радиоактивных пучков", сравнимой по своей значимости с Фабрикой сверхтяжелых элементов в ЛЯР ОИЯИ. В качестве начального и ключевого элемента нового проекта рассматривается создание сильноточного ускорителя тяжелых ионов, позволяющего достигать рекордных интенсивностей для средних (Ca, Kr) ионов на уровне 3 emA и для тяжелых (Bi, U) ионов - 1 emA при сравнительно скромных значениях энергии пучков (около 140 МэВ/нуклон для ионов Ca и 100 МэВ/нуклон для U). Ведущие специалисты в области создания и эксплуатации сильноточных линейных ускорителей тяжелых ионов высказали свои соображения по этому вопросу. Так, в докладе Альберто Факко (INFN, Леньяро, Италия) были сформулированы 12 важных аспектов, требующих осмысления и поиска компромиссного решения в проектировании подобного ускорителя. С большим вниманием было заслушано сообщение В.Барта и С.Ярамышева о многолетнем опыте GSI (Дармштадт, Германия), полученном при создании и эксплуатации сверхпроводящего линейного ускорителя, работающего в непрерывном режиме. Российские специалисты Т.В.Кулевой (НИЦ "Курчатовский институт" - ИТЭФ) и С.М.Полозов (МИФИ) представили предварительные результаты расчетов динамики ускорения тяжелых ионов и первые оценки основных параметров линейного ускорителя LINAC-100, удовлетворяющего запросам физиков. Участники совещания были проинформированы о возможностях производства элементов линейного ускорителя в Республике Беларусь (ФТИ, Минск) в рамках совместных научных программ Союзного государства и РФ (ВНИИТФ, Снежинск), а также о приобретенном опыте при реализации проекта NICA. В кратком сообщении автора этих строк были даны комментарии к проекту рекомендаций экспертов, представляемому в адрес ПКК ОИЯИ по ядерной физике с целью внесения данных работ в общеинститутский тематический план.

8 февраля, в День российской науки, работа совещания проходила под председательством вице-директора ОИЯИ академика Б.Ю.Шаркова и при активном участии членов-корреспондентов РАН Л.В.Григоренко и И.Н.Мешкова. Были заслушаны доклады А.А.Ефремова, А.М.Родина (оба ЛЯР) и Х.Симона (GSI) об опыте создания ионных источников, газовых ячеек для торможения ионов в газе с последующей их экстракцией и широкоапертурных фрагмент-сепараторов радиоактивных ядер, соответственно. В.Звягинцев (TRIUMF, Канада), Ю.Литвинов (GSI), П.Ю.Шатунов (ИЯФ СО РАН, Новосибирск) и вновь Х.Симон сообщили об аспектах пост-ускорения радиоактивных пучков, малоизученных направлениях в ядерной и атомной физике, открывающихся при работе с использованием накопительных колец, опыте проектирования накопительных колец тяжелых ионов и электронов в рамках проекта ELISe@FAIR, а также о достижимых светимостях в экспериментах по электрон-ионным столкновениям и извлекаемой научной информации о свойствах экзотических ядер.

Совещание завершилось активной дискуссией в формате круглого стола, нацеленной на согласование плана дальнейших работ, и подведением итогов. Свои экспертные оценки по созданию сильноточного линейного ускорителя высказали профессора А.А.Коломиец (НИЦ "Курчатовский институт" - ИТЭФ) и В.В.Парамонов (ИЯИ РАН). Участники совещания высказали ряд замечаний для внесения в проект документа "Рекомендации экспертов", среди которых есть и такое: "придать общеинститутский статус данному проекту, объединяющему интересы нескольких лабораторий - ЛЯР, ЛНФ и ЛФВЭ".

Андрей ФОМИЧЁВ, ЛЯР,
фото Елены ПУЗЫНИНОЙ