Главная / Новости / Отрасли ТЭК / Ученые ОИЯИ планируют выйти на новый уровень по изучению изотопов сверхтяжелых элементов и синтезировать новые

Новости


08:16, 14 Сентября 23
Атомная Россия
Ученые ОИЯИ планируют выйти на новый уровень по изучению изотопов сверхтяжелых элементов и синтезировать новые

Ученые ОИЯИ планируют выйти на новый уровень по изучению изотопов сверхтяжелых элементов и синтезировать новые Группа ученых Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований отмечена второй премией за цикл работ, посвященных проектированию и созданию нового газонаполненного сепаратора DGFRS-2 – первой установки для синтеза и изучения свойств ядер Фабрики сверхтяжелых элементов.

Используя DGFRS-2, ученые планируют выйти на новый уровень по изучению изотопов сверхтяжелых элементов и синтезировать новые – 119-й и 120-й.
 
В результате экспериментов, начатых с 2000-го года на ускорителе У-400 и сепараторе DGFRS, были существенно расширены границы области наиболее тяжелых ядер. Было открыто шесть элементов вплоть до Og (атомный номер 118), изучены свойства более 50 изотопов элементов от Rf (атомный номер 104) и выше. Однако синтезировать элементы с атомным номером более 118, получить изотопы сверхтяжелых элементов с меньшим или большим числом нейтронов, более глубоко изучить свойства ядер, химические свойства тяжелых элементов на этой установке ученые уже не смогли. Той чувствительности эксперимента, которая считалась рекордной в 2000-м году, стало недостаточно для продолжения исследований.
 
«Для повышения чувствительности в десятки раз потребовалось создать новый экспериментальный комплекс «Фабрика сверхтяжелых элементов», «сердцем» которого стал ускоритель ДЦ-280 с интенсивностью в несколько раз выше, чем обеспечивал циклотрон У-400. Первой установкой для синтеза и изучения свойств ядер Фабрики стал новый сепаратор DGFRS-2, обладающий вдвое повышенной эффективностью транспорта ядер к детекторам по сравнению с сепаратором DGFRS на ускорителе У-400», – рассказал заместитель директора ЛЯР Андрей Попеко.
 
Общую схему сепаратора и конструкцию его оптических элементов разработали в ЛЯР ОИЯИ, сами магниты произвела и поставила компания SIGMAPHI (Франция). Силами подразделений ЛЯР разработаны и изготовлены узлы ионопровода, система дифференциальной откачки газа между сепаратором и ионопроводом, камеры для вращающихся мишеней, камеры для детекторов, система прокачки газа через сепаратор, система управления вакуумными узлами, система безопасной эксплуатации этой системы, система управления магнитами и т.д.
 
Сепаратор DGFRS-2 имеет ионно-оптическую схему QvDhQhQvD. Квадруполь Qv фокусирует вылетевшие из мишени ионы в вертикальном направлении так, чтобы большая часть продуктов реакции полного слияния (ERs) проходила через зазор дипольного магнита Dh. Этот магнит отклоняет ионы на 31.5° и фокусирует их в горизонтальном направлении. Диполь отделяет ERs от частиц пучка и подавляет большую часть других фоновых частиц (таких, как рассеянные ионы пучка и мишени, продукты неполного слияния и т. д.). Квадруполи Qh и Qv фокусируют ERs на детектор, расположенный в фокальной плоскости DGFRS-2, в горизонтальном и вертикальном направлениях. Диполь D с углом отклонения 10° дополнительно подавляет фон от заряженных частиц – альфа-частиц, протонов и т.д., образующихся в реакциях ионов пучка с газом и внутренними стенками DGFRS-2.
 
«Когда сепаратор был готов и был привезен на территорию Института, мы столкнулись с небольшими проблемами при монтаже: сепаратор устанавливается в кабину на ускоритель, а кабина имеет довольно небольшие размеры. Кроме того, только основной магнит весил 24 тонны. Поднять сепаратор на нужную высоту нам помогла одна российская компания, ее сотрудники сделали это очень быстро и виртуозно. Затем мы совместно с французскими коллегами, изготовителями DGFRS-2, устанавливали сепаратор по расчетным параметрам с точностью до миллиметра, сверяясь с лазерными приборами, – говорит Андрей Попеко. – Кстати, опыт работы с такими устройствами нам очень помог в дальнейшем: при монтаже следующих установок, а также при сборке и ремонте ускорителей».
 
Для описания движения ионов в магнитных полях сепаратора были разработаны две программы: первая была создана при проектировании сепаратора, вторую написали позже на основе программного комплекса GEANT4. Созданные программы позволили с высокой точностью описывать горизонтальные и вертикальные распределения ядер при различных комбинациях токов в магнитах, при варьировании давления газа в сепараторе, вычислять трансмиссию ионов и устанавливать значения токов в различных экспериментах.
 
Разработаны новые блоки для установки детекторов разных размеров. Из-за повышенной дисперсии магнита значительно снизился фон на детекторах, но возникла необходимость увеличить горизонтальный размер детектора до 220 см. Его собрали из двух фокальных детекторов размером 48×128 мм2, имеющих стрипы шириной 1 мм спереди и сзади (DSSD) для определения положения ядра на его поверхности. DSSD окружен восемью боковыми детекторами 60×120 мм2 для дополнительной регистрации альфа-частиц и осколков деления, которые могут вылететь из него в сторону сепаратора. Вся сборка имеет вид параллелепипеда с пятью гранями и глубиной 120 мм. Для установления факта прилета частицы из сепаратора создана система многопроволочных пропорциональных камер, работающих при давлении 1.6 мбар. Система регистрации ядер включает цифровую и аналоговую электронику, работающую независимо и позволяющую отключать пучок после распада материнского ядра для подавления фона при наблюдении распада дочерних ядер.
 
Также разработана система, обеспечивающая постоянный проток газа через сепаратор, стабильное давление газа в нем с варьируемой заданной величиной, безопасное использование различных газов. До начала экспериментов по синтезу сверхтяжелых ядер ученые провели серию многочисленных тестовых экспериментов. Измерили дисперсию DGFRS-2: она определяет точную подстройку дипольных магнитов в экспериментах по синтезу сверхтяжелых ядер. Величина совпала с расчетами. Определили оптимальное давление газа в сепараторе, которое заметно влияет на величину трансмиссии сепаратора. Измерили эффективность сбора ядер на детекторах DGFRS-2. Если сравнивать результаты опытов на DGFRS и DGFRS-2 в экспериментах по синтезу ядер Мс (элемент 115) в реакции 243Am+48Ca, видно, что эффективность нового сепаратора вдвое выше. Наконец, ученые изучили фоновые условия на новом сепараторе – они более чем на два порядка ниже того, что было в экспериментах на DGFRS.
 
«Вся серия тестовых опытов, а также первые эксперименты по исследованию изотопов элементов 110, 112, 114 и 115 показала, что новый экспериментальный комплекс позволяет продолжать исследования сверхтяжелых ядер на значительно более высоком уровне чувствительности. Также планируется синтез более тяжелых элементов – 119-го и 120-го. Сейчас идет подготовительная работа. Так, например, совместно с Росатомом в настоящее время реализуется программа, которая направлена на то, чтобы как можно плотнее подойти к синтезу новых элементов», – заключил Андрей Попеко.
 
На снимке: сотрудники сектора №1 ЛЯР, выполнявшие эксперименты на новом сепараторе. Фото ОИЯИ


Все новости за сегодня (54)
14:26, 6 Февраля 25

«МОЭК» увеличит температуру теплоносителя в Москве в связи с похолоданием

дальше..
14:06, 6 Февраля 25

«Росатом» ликвидирует накопленный экологический вред на объектах в Приангарье

дальше..
14:00, 6 Февраля 25

«Нижновэнерго» электрифицировало новую инфекционную лабораторию

дальше..
13:47, 6 Февраля 25

ЧМЗ запустил участок по производству комплектующих для активной зоны реактора БРЕСТ-ОД-300

дальше..
13:39, 6 Февраля 25

«Пермэнерго» удаляет гололедные образования на проводах ЛЭП 110 кВ «Широковская ГЭС-7 – Коксовая»

дальше..
13:27, 6 Февраля 25

Разработка Ростеха поможет развернуть аэродромы на дрейфующих льдах в Арктике

дальше..
13:00, 6 Февраля 25

Култуминский ГОК на медно-золотом месторождении в Забайкалье получит 49 МВт мощности

дальше..
12:55, 6 Февраля 25

В 2025 году «Пензаэнерго» отремонтирует более 4500 км ЛЭП

дальше..
12:50, 6 Февраля 25

«Сетевая компания» в 2025 году установит в Татарстане еще 40 зарядных станций для электромобилей

дальше..
12:45, 6 Февраля 25

Новосибирская ГЭС выработала в 2024 году 2,354 млрд кВт·ч

дальше..
12:43, 6 Февраля 25

Коми УФАС выявила нарушение Закона о защите конкуренции при обустройстве уличного освещения в селе Ижма

дальше..
11:51, 6 Февраля 25

Квантовые вычисления изменят подход к созданию новых материалов

дальше..
11:47, 6 Февраля 25

Ученые ТПУ разработали наномембранный реактор для производства биотоплива

дальше..
11:41, 6 Февраля 25

Россия и Индия намерены увеличить товарооборот до $100 млрд

дальше..
11:33, 6 Февраля 25

Российские ученые определили оптимальное расположение вентиляционного трубопровода для проветривания рудников

дальше..
10:54, 6 Февраля 25

Саратовская ГЭС увеличила выработку электроэнергии на 9,5% в 2024 году

дальше..
10:00, 6 Февраля 25

Российские автогонщики испытали отечественные моторные масла

дальше..
09:20, 6 Февраля 25

Добыча угля на предприятиях Эн+ за пять лет возросла на 26%

дальше..
09:08, 6 Февраля 25

«Россети Юг» увеличили полезный отпуск электроэнергии в 2024 году до 25,5 млрд кВт*ч

дальше..
09:04, 6 Февраля 25

Добыча газа на месторождении «Рожковское» в Казахстане превысила 300 млн кубометров в 2024 году

дальше..
09:00, 6 Февраля 25

«Россети Тюмень» выдадут допмощность для модернизации тепловых систем в Октябрьском районе ХМАО-Югры

дальше..
08:28, 6 Февраля 25

В Забайкалье стартует пилотный кадровый проект «Россети Сибирь» с гарантией трудоустройства

дальше..
08:15, 6 Февраля 25

Спрос на экотопливо в Коврове вырос вдвое за 5 лет

дальше..
08:00, 6 Февраля 25

«Ульяновские РС» в 2025 году расчистят 474,9 га трасс ЛЭП

дальше..
07:53, 6 Февраля 25

«Камчатскэнерго» оснастило подстанцию «Елизово» системой плавки гололеда постоянным током

дальше..
07:51, 6 Февраля 25

В Чеченской Республике введены в строй дамбы на реках Фортанга и Мартанка

дальше..
07:49, 6 Февраля 25

«Россети Северный Кавказ» в 2024 году заменили в Карачаево-Черкесии 52 трансформатора

дальше..
07:44, 6 Февраля 25

«Россети Центр» и «Россети Центр и Приволжье» отремонтируют 3000 км ЛЭП в 2025 году

дальше..
07:24, 6 Февраля 25

ДРСК обеспечивает электроснабжение растущей социальной инфраструктуры Приамурья

дальше..
07:01, 6 Февраля 25

Ростех представляет новейший двигатель ПД-8 на выставке NAIS-2025

дальше..
06:54, 6 Февраля 25

Жители атомградов увидели «Красного призрака»

дальше..
06:46, 6 Февраля 25

Двигатель ОДК обеспечил запуск ракеты «Союз-2.1в» с космодрома Плесецк

дальше..
06:41, 6 Февраля 25

Журнал «Энергия атома» Ростовской АЭС признан одним из лучших корпоративных изданий Юга России

дальше..
06:37, 6 Февраля 25

В Санкт-Петербурге появится искусственная площадка для стапельной сборки крупнотоннажных судов

дальше..
06:29, 6 Февраля 25

На площадке РСПП наградят лучших участников и экспонентов выставки БИОТ 2024

дальше..
06:20, 6 Февраля 25

На Кольской АЭС построят стендовый испытательный комплекс по производству водорода

дальше..
06:17, 6 Февраля 25

«Сахалинэнерго» реконструирует системообразующую ЛЭП «Сахалинская ГРЭС-2 – Углезаводская»

дальше..
05:14, 6 Февраля 25

«Газпром трансгаз Томск» в 2024 году получил 25 патентов на полезные модели и изобретения

дальше..
05:09, 6 Февраля 25

Источником базовой генерации Приморья станет АЭС мощностью 2000 МВт

дальше..
05:00, 6 Февраля 25

«Роснефть» организовала молодежный профориентационный форум в Рязани

дальше..
04:59, 6 Февраля 25

В станице Алексеевской Краснодарского края газифицирована амбулатория

дальше..
04:27, 6 Февраля 25

Новосибирская ТЭЦ-4 внедрит схему двухступенчатого сжигания топлива

дальше..
04:14, 6 Февраля 25

«Росатом» принял участие в крупнейшей международной книжной ярмарке в Каире

дальше..
04:09, 6 Февраля 25

«Россети Новосибирск» в 2025 году увеличат в 1,5 раза показатели ввода электросетевых объектов

дальше..
04:03, 6 Февраля 25

Подстанцию «Плато» в Адыгее переведут на напряжение 110 кВ

дальше..
03:56, 6 Февраля 25

МЭС Центра обновят изоляцию на 14 линиях электропередачи 220-500 кВ в Липецкой области

дальше..
03:42, 6 Февраля 25

В Челябинске подключена к газовым сетям электростанция мебельной фабрики

дальше..
03:37, 6 Февраля 25

Новая ЛЭП 110 кВ обеспечит резерв электроснабжения Армавира

дальше..
03:27, 6 Февраля 25

«Росатом» впервые вошел в топ-10 самых сильных брендов России

дальше..
03:24, 6 Февраля 25

Компания «Газпром недра» помогает развивать туризм в Мурманской области

дальше..
03:19, 6 Февраля 25

«Роснефть» признана лидером российской нефтегазовой отрасли в области рационального водопользования

дальше..
03:11, 6 Февраля 25

«ОГК-2» и ведущие техникумы Серовского муниципального округа подписали договоры о долгосрочном сотрудничестве

дальше..
03:07, 6 Февраля 25

В городе Очер Пермского края газифицирован храм XIX века

дальше..
02:54, 6 Февраля 25

Два футбольных поля обустроят в 2025 году для школьных команд, победителей Кубка «НОВАТЭК» в Челябинской области

дальше..
 

Поздравляем!
Журнал «Энергия атома» Ростовской АЭС признан одним из лучших корпоративных изданий Юга России Журнал «Энергия атома» Ростовской АЭС признан одним из лучших корпоративных изданий Юга России

Информационный бюллетень Ростовской АЭС - журнал «Энергия атома» стал финалистом Национального конкурса в области СМИ «Искра Юга» им. В.В. Смирнова и по решению жури проекта вошёл в тройку лучших корпоративных изданий.



О проекте Размещение рекламы на портале Баннеры и логотипы "Energyland.info"
Яндекс цитирования         Яндекс.Метрика