Нужен ли нам японский проект

Ускорительная секция при НТС ОИЯИ провела 24 декабря общеинститутский семинар, на котором с докладом "Проект фабрики пучков радиоактивных ионов в РИКЕН (Япония)" выступил член-корреспондент РАН Игорь Николаевич Мешков.

Как сообщил докладчик, в РИКЕН приступили к осуществлению самого крупного за последние 20 лет проекта в области ядерной физики (общая стоимость оценивается в 700 млн. долларов). Проект прорабатывается уже много лет, в 95 году был создан международный консультативный комитет, где ОИЯИ представляет член-корреспондент РАН Ю.Ц. Оганесян, а в этом году создан технический консультативный комитет, в который вошли: от России Н.С. Диканский (Новосибирск) и от ОИЯИ И.Н. Мешков. Проект подразделен на три части: в первую входит доработка уже существующей в РИКЕН ускорительной базы, вторая - создание циклотронного комплекса - будет завершена к 2002 году, третья - создание системы накопительных колец - по срокам ориентирована на 2005 - 2007 годы.

По замыслу авторов проекта (лидерами являются директор Циклотронной лаборатории РИКЕН профессор Я. Яно и руководитель Ядерно-физического центра Токийского университета профессор Т. Катаяма), его реализация даст принципиально новые возможности исследований в области, чрезвычайно интересной для физиков. В том числе - и физиков ОИЯИ, где неоднократно обсуждалась возможность создания фабрики пучков радиоактивных ионов, и было начато осуществление ныне "замороженного" проекта К4-К10.

Сегодня в физике сложилась довольно своеобразная ситуация: на шкале энергии взаимодействия (или межчастичных расстояний) хорошо исследована область стандартных моделей - электрослабых и сильных взаимодействий, где "работают" модели квантовой электродинамики и квантовой хромодинамики, в ближайшее время к ней добавится, по-видимому, область существования кварк-глюонной плазмы; хорошо изучена область, где формируются атомы. Но между атомами и частицами находится область ядерного синтеза, изученного лишь в тех границах, которые определены существующей ускорительной техникой. Вместе с тем, для познания законов природы и развития Вселенной, в частности, требуются исследования процессов формирования атомных ядер, их структуры, стабильности и т.д. Сегодня ясно: чтобы ответить на эти вопросы достаточно полно, нужно иметь возможность формировать "по заказу" любые разрешенные природой комбинации нуклонов, образующих атомные ядра.

Реализация проекта позволит резко расширить семейство изучаемых ядер: ожидается получение до 2,5 тысяч новых изотопов ядер, то есть на порядок больше известных стабильных; появится возможность использовать различные виды соударений для изучения физики ядра (ион-ионные встречные пучки, "сливающиеся" или "попутные" пучки, соударения хорошо сформированных ионных пучков с внутренними мишенями, зондирование ядер жестким рентгеновским излучением), добавятся принципиально новые экспериментальные условия, поскольку радиоактивные ядра и ионы в накопительных кольцах удерживаются столько, сколько позволяет их период полураспада, а это дает возможность изучать их гораздо лучше, чем в "однопролетных" пучках. Может быть сформировано новое направление - ядерная астрофизика, исследующая проблемы синтеза элементов во Вселенной.

Основываясь на материалах докладов, представленных авторами проекта в течение трех дней работы комитета, И.Н. Мешков подробно представил присутствующим технические параметры всех трех частей проекта.

Первая часть - существующий ускорительный комплекс RARF включает:

- инжекционный комплекс;

- новый недавно созданный ионный источник типа ECR с рекордными параметрами (частота СВЧ-поля - 18 ГГц);

- прединжектор типа RFQ (450КэВ/заряд);

- линейный ускоритель RILAC (1,1 - 2,5 МэВ/н в зависимости от сорта ионов);

- теплый кольцевой циклотрон RRC (К540).

Вторая часть - так называемая "первая фаза проекта" - состоит из трех элементов:

- теплый циклотрон IRC (соизмеримый с RRC);

- сверхпроводящий циклотрон SRC (максимальное поле - 4,5 Тесла, энергия ускоренных ионов 150 - 400 Мэв/н);

- фрагмент-сепаратор RIPS.

Третья часть - "вторая фаза проекта", получившая от авторов аббревиатуру MUSES ("музы"), расшифровывающуюся как "накопительные кольца многоцелевого назначения":

- бустер-синхротрон BSR (магнитная жесткость - 14,6 т*м);

- накопитель с электронным и стохастическим охлаждением ACR (400 МэВ/н);

- двойное электрон-ионное кольцо (сердце проекта) DSR (электроны -2,5 ГэВ, протоны - 3,55 ГэВ, ионы - 1 - 1,45 ГэВ/н);

- электронный линак (300 МэВ).

 Сегодня взаимодействие ОИЯИ и РИКЕН идет на уровне частных протокольных соглашений, сотрудничают отдельные группы разных лабораторий - ЛЯР, ЛСВЭ, ЛЯП. Однако проект достаточно интересен и перспективен, и для Института было бы обидно упустить возможность серьезного участия в его реализации. Тем более, что официальные представители РИКЕН подчеркивают международный характер проекта и приветствуют стремление научных центров других стран к участию в нем. Особо следует отметить, что параметры комплекса делают его также чрезвычайно привлекательным для постановки экспериментов в области физики промежуточных энергий.

В ходе семинара прошел предварительный обмен мнениями о перспективе участия ученых нашего Института в проекте, однако более детальный и более предметный разговор, видимо, впереди.

Семинар посетила А. Алтынова