Меридианы сотрудничества

В феврале 2001 года Научно-технический совет Лаборатории высоких энергий ОИЯИ рассмотрел проект “Комплексные исследования физических аспектов электроядерного способа производства энергии и трансмутации радиоактивных отходов атомной энергетики на пучках синхрофазотрона/нуклотрона ОИЯИ” (проект “Энергия плюс трансмутация”). XV сессия Программно-консультативного комитета по физике частиц, включая релятивистскую ядерную физику, состоявшаяся 9-10 апреля 2001 года, решила одобрить этот проект и рекомендовала приступить к его осуществлению в рамках темы первого приоритета.

Со времени создания нашего Института электроядерная тематика занимала важное место в планах исследований. Так, в лабораториях ОИЯИ проводились эксперименты по изучению размножения нейтронов в протяженных блоках из тяжелых элементов на пучках синхроциклотрона и синхрофазотрона и трансмутации радиоактивных отходов атомной энергетики в поле электроядерных нейтронов, а также работы по созданию ускорителей для изучения электроядерного способа производства энергии и компьютерному моделированию процессов в электроядерных системах. И в этом мы не одиноки. Проблемы создания гибридных электроядерных систем активно разрабатываются в Институте атомной энергии (Япония), группой европейских университетов и институтов под эгидой ЦЕРН (проект “Усилитель энергии”), ОИЯИ (проекты “Энергия плюс трансмутация” и CAD), в Лос-Аламосе и Брукхейвене (США), PSI (Виллиген, Швейцария) и других центрах, а также в научно-исследовательских институтах России: ИТЭФ (Москва), РФЯЦ-ВНИИЭФ (Арзамас-16), ПИЯФ (Гатчина), ИЯИ (Троицк), ИФВЭ (Серпухов), ФЭИ (Обнинск), Радиевый институт (Санкт-Петербург).

Вторая половина 2001 года для специалистов из государств - членов ОИЯИ и других стран, участвующих в реализации научной программы проекта “Энергия плюс трансмутация”, была насыщена напряженной работой по подготовке и проведению серии экспериментов нуклотрона, который все увереннее обретает статус базовой установки для пользователей - потребителей пучков релятивистских ядер.

22-24 ноября были выполнены облучения свинцовых мишеней с парафиновым замедлителем и активационными и твердотельными трековыми детекторами для выяснения энергетической зависимости так называемого коэффициента “усиления мощности”. 11-12 декабря 2001 года по программе проекта “Энергия плюс трансмутация” был проведен эксперимент на модели уранового бланкета при энергии протонного пучка 1,5 ГэВ. Цель - исследования энерговыделения и энергозатрат на генерацию одного нейтрона, размножения и баланса нейтронов, образования и распада радиоактивных продуктов. Предстояло также получить оценки коэффициента усиления мощности и данные, необходимые для оптимизации параметров электроядерных энергетических установок и тестирования кодов для компьютерного моделирования ядерно-физических процессов.

Во всех этих экспериментах экспонировались образцы из долгоживущих радиоактивных изотопов (йод-129, нептуний-237 и плутоний-239), накапливающихся в процессе работы атомных реакторов, и отходов отраслей промышленности, использующих ядерные технологии. Эти образцы для изучения трансмутации приготовлены по технологиям, которые разработаны российскими организациями: Физико-энергетический институт (Обнинск), ВНИИ неорганических материалов (Москва) и Научно-производственное объединение “Маяк” (Снежинск, Челябинской обл.). Актуальность и необходимость исследований по проблеме обращения с радиоактивными отходами, включая изучение их трансмутации, возрастают, и можно с удовлетворением отметить, что эти работы, имеющие экологический аспект, были начаты в ЛВЭ в 1996 году на протонных пучках синхрофазотрона при поддержке академика А.М.Балдина.

Большой благодарности заслуживает огромный труд и настойчивость в достижении проектных параметров нуклотрона коллективов инженерно-технических отделов Лаборатории высоких энергий, которые под руководством А.Д.Коваленко выполнили большую работу по созданию и развитию уникального ускорительного комплекса нуклотрона на основе перспективной технологии сверхпроводимости и обеспечению достаточно стабильной его работы во время длительных облучений.

Изготовление свинцовых мишеней и металлических конструкций для модели многосекционного уранового бланкета, оборудования и приспособлений, необходимых для проведения облучений, было выполнено специалистами ЦОЭП и АХП лаборатории, возглавляемыми Ю.И.Тятюшкиным и В.Г.Макуненко, а также высококвалифицированными механиками ядерно-физических установок и стендов А.Ф.Елишевым и И.И.Марьиным.

Если первое слово в названии нашего “объединенный” дополнить словом “объединяющий” (это определение принадлежит профессору И.Б.Иссинскому), тогда станут ясны существенные особенности подхода к реализации проекта “Энергия плюс трансмутация”. Это максимально эффективное использование пучков синхрофазотрона/нуклотрона, а также организация широкого международного сотрудничества, целевое привлечение для реализации проекта интеллектуальных и финансовых ресурсов научных организаций стран-участниц ОИЯИ и других стран. Таким образом, на основе базовой ускорительной установки в Дубне фактически создан конкурентоспособный и привлекательный союз пользователей в области электроядерной тематики, открываются возможности для технологических исследований (экология, материаловедение, производство изотопов для медицины, биологии и других прикладных целей).

Наряду с большим числом сотрудников нашего Института в подготовке и проведении экспериментов по электроядерной тематике и трансмутации на пучках нуклотрона участвовали многие специалисты из стран-участниц ОИЯИ: профессор Ш.Гербиш и Ц.Тумэндэлгэр (Национальный университет, Улаанбаатар, Монголия), доктор И.В.Жук и М.К.Киевец (Институт проблем энергетики, Минск, Беларусь), А.Войцеховский и М.Билевич (Институт атомной энергии, Варшава, Польша) и В.Гензл (Институт ядерной физики, Ржеж, Чехия).

Отрадно отметить, что как в группе прикладного использования пучков релятивистских ядер ЛВЭ, основное внимание которой в настоящее время сосредоточено на реализации проекта “Энергия плюс трансмутация”, так и среди специалистов, приехавших на этот сеанс в Дубну, более половины составляют молодые ученые, ориентированные на сотрудничество с ОИЯИ.

В экспериментах принимали участие профессор М.Замани-Валасиади, доктор М.Монолополо, А.Спироу и С.Столос (Университет имени Аристотеля, Салоники, Греция), немецкие ученые доктора В.Вестмайер, Х.Роботам и К.Симон (Общество ядерной спектроскопии, Мелльн/Юлих), профессор Р.Брандт (Институт ядерной химии при университете имени Филиппса, Марбург) и доктор Э.-Й.Лангрок (Исследовательское бюро, Хойерсверда, Дрезден), а также доктор С.Р.Хашеми-Нежад из Сиднейского университета (Австралия).

В этих экспериментах использовались твердотельные трековые детекторы, созданные давними коллаборантами Дубны – учеными старшего поколения, многолетними участниками совместных экспериментов на пучках релятивистских ядер синхрофазотрона: профессором К.К.Двиведи (Университет, Шиллонг, Индия), С.Л.Гуо (Институт атомной энергии, Пекин, Китай), профессором Ж.С.Адлоффом и доктором М.Дебове (Центр ядерных исследований при университете имени Пастера, Страсбург, Франция).

В ходе успешно выполненных экспериментов получен большой объем информации, обработка и анализ которой будет проводиться как в лабораториях нашего Института, так и в институтах и университетах стран-участниц ОИЯИ и других стран. Многолетние традиции Дубны продолжаются: в нашей коллаборации успешно реализуется редко упоминаемый в последние годы, но очень емкий термин “физика на расстоянии”.

М. Кривопустов, руководитель проекта “Энергия плюс трансмутация”