25 марта в Дубне, в Объединенном инстиуте ядерных исследований (ОИЯИ), торжественно открыли первую в мире Фабрику сверхтяжелых элементов. Уникальное событие произошло во время очередной сессии главного органа управления ОИЯИ – Комитета полномочных представителей государств-членов Объединенного института. Россию на этой сессии представлял министр высшего образовани и науки Михаил Котюков.
На новой Фабрике физики Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований смогут поставить производство сверхтяжелых элементов на поток, как на промышленном предприятии. Такого в мире еще не делал никто.
Шестьдесят два года назад Лабораторию ядерных реакций (ЛЯР) ОИЯИ построили под руководством академика Георгия Флерова, чтобы синтезировать там химические элементы, которых нет в природе. Новые элементы в Дубне получили. Много элементов. Один из них – 105-й – назвали дубнием в честь города, где он был открыт.
Другой из множества полученных в Дубне элементов – 114-й, флеровий – носит имя основателя Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ Георгия Николаевича Флерова. Он руководил синтезом сверхтяжелых 30 лет и заложил в ЛЯР ОИЯИ основы технологии получения этих сложных элементов. Имя академика Флерова сегодня носит и Лаборатория, где он работал: Лаборатория ядерных реакций имени Г.Н.Флерова ОИЯИ.
Третий из обоймы дубненских элементов – 115-й – физики ЛЯР ОИЯИ назвали московием – в честь Московской области, где находится Дубна.
Четвертый знаменитый элемент – 118-й – получил имя своего создателя, академика Юрия Оганесяна. Юрий Цолакович был учеником Георгия Николаевича Флерова и продолжил дело своего учителя, возглавив после его ухода Лабораторию ядерных реакций.
Элементы таблицы Менделеева с номерами 114 (флеровий), 115 (московий), 116 (ливерморий), 117 (теннессин) и 118 (оганесон) были открыты в ЛЯР ОИЯИ за последние 20 лет. Количество ядер каждого элемента можно было пересчитать по пальцам. Потому что процесс их синтеза был штучным. Шестьдесят лет назад он был искусством. Пятнадцать лет назад – ремеслом.
Чтобы продвинуться дальше и получить химические элементы с номерами 119, 120 и больше, нужно было перейти на новый уровень технологий синтеза. Перевести синтез из разряда ремесла в категорию промышленного производства.
Для детального изучения ядерных и химических свойств уже известных элементов потребовалось существенно – в десятки раз повысить эффективность экспериментов по синтезу.
Чтобы достичь заветной цели, решено было строить в Дубне Фабрику сверхтяжелых элементов.
Работы начались в 2011 году. Фабрику сверхтяжелых элементов, оснащенную современными технологиями, которых нет ни у одного другого ядерно-физического центра в мире, построили в Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ с нуля всего за восемь лет.
Что такое Фабрика сверхятжелых элементов?
Это новый, современный экспериментальный корпус, оснащенный всеми необходимыми инженерными системами для обеспечения работ с высокорадиоактивными веществами.
Это новый ускорительный комплекс, состоящий из разработанного в Дубне ускорителя-циклотрона с уникальными параметрами ДЦ-280 и новых сепараторов.
Ускоритель разгоняет тяжелые ядра, чтобы они столкнулись и образовали новый сверхятжелый элемент. Сепараторы должны отделить новый синтезированный элемент от других продуктов ядерной реакции.
Параметры циклотрона ДЦ-280 по интенсивности пучков ускоренных ионов на порядок превышают возможности действующих ускорителей ведущих центров мира. На циклотроне ДЦ-280 можно использовать в сто раз больше ядер для бомбардировки мишени. А значит, в десятки раз увеличится количество столкновений ядер с мишенью. В столкновениях и рождаются новые элементы.
Новый циклотрон для Фабрики сверхтяжелых элементов страны-участницы ОИЯИ создавали общими усилиями. Это международный исследовательский проект.
Монтаж циклотрона начался в 2016 году. Все важнейшие этапы создания фабрики были завершены в 2018 году: сдан в эксплуатацию экспериментальный корпус, завершены монтаж и наладка систем циклотрона ДЦ-280.
Создание Фабрики сверхтяжелых элементов обошлось Объединенному институту ядерных исследований в 24 миллиона долларов.
Первый пробный пучок ДЦ-280 дал 26 декабря 2018 года, накануне Нового года. Физики ускорили ядра криптона. " Запущен новый ускоритель, новая базовая экспериментальная установка нашего института. Завершен один из важнейших этапов запуска первой в мире Фабрики сверхтяжелых элементов. Это очень радостное и знаменательное событие для всего интернационального коллектива ОИЯИ", – поделился радостью в этот день с сотрудниками Объединенного института директора ОИЯИ академик Виктор Матвеев.
Запуск Фабрики сверхтяжелых элементов физики приурочили к сессии Комитета полномочных представителей стран-участниц ОИЯИ. Это общее достижение всех государств мира, входящих в состав Объединенного института ядерных исследований. Общая гордость, общая радость.
Полномочные представители стран-участниц ОИЯИ назвали сессию 25 марта 2019 года исторической. И единогласно поддержали предложение академика Юрия Оганесяна учредить специальную премию Комитета полномочных представителей (КПП) ОИЯИ или премировать решением КПП творческий коллектив сотрудников ОИЯИ за идею создания, разработку и реализацию крупномасштабных проектов института, выполненных на уровне самых высоких мировых стандартов.
«Присуждение премии всегда будет событием, потому что:
- дает оценку работы высшим органом ОИЯИ,
- повышает престиж ОИЯИ в мировом научном сообществе,
- способствует привлечению талантливой молодежи из стран-участниц ОИЯИ», – подчеркнул академик Оганесян.
«ОИЯИ строит уникальные установки, которые в таких условиях никто в мире не построит», – отметил на сессии КПП Полномочный представитель Болгарии Лъчезар Костов. И пожелал, чтобы эти условия улучшились. Он имел в виду неповоротливость государственной системы закупок, которая значительно тормозит все процессы создания крупных высокотехнологичных физических установок: от строительства до оснащения их современным оборудованием.
Фабрика сверхтяжелых элементов в Дубне станет мировой базой для будущих исследований сверхтяжелых ядер и послужит закреплению приоритета России и всех стран-участниц ОИЯИ как лидеров в области синтеза и изучения свойств сверхтяжелых элементов.
Первые эксперименты на ускорительном комплексе Фабрики сверхятжелых элементов запланированы на второй квартал 2019 года. Исследовательскую программу физики ОИЯИ будут вести в широком сотрудничестве с учеными США, стран Евросоюза, Японии и Китая.
Сейчас в крупнейших ядерно-физических центрах мира фактически начаты работы по синтезу 119-го, 120-го и 121-го элементов. ОИЯИ рассчитывает благодаря Фабрике сверхтяжелых элементов получить их первыми. «Это обеспечит российской науке сохранение лидирующих позиций в одном из важнейших направлений современной ядерной физики – синтезе и изучении свойств новых сверхтяжелых элементов периодической таблицы Менделеева", – уверен директор ОИЯИ академик Виктор Матвеев.