Награда за любовь

Награда за любовь

За год до презентации флеровия и ливермория – 1 июня 2011 года – Международный союз чистой и прикладной Физики (IUPAP) и Международный союз чистой и прикладной химии (IUPAC) подтвердили открытие на циклотронном комплексе ЛЯР коллаборацией Дубна-Ливермор химических элементов с номерами 114 и 116. Это первый в истории случай, когда подтверждено открытие сразу двух элементов. С момента их синтеза до признания открытия прошло 7 лет. Все это время ушло на подтверждение результата синтеза 114-го и 116-го элементов экспериментами в других ведущих ядерных центрах мира.

Событию посвятили специальный научный семинар в Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ. Очень насыщенный, динамичный и увлекательный доклад научного руководителя лаборатории академика Юрия Оганесяна живо и впечатляюще представил слушателям трудный пионерский путь, по которому с успехом продвигаются ученые и инженеры Лаборатории ядерных реакций, стремясь к заветной цели. Цель – познать границы нашего мира. Синтез новых химических элементов – долгие и сложные шаги на этом пути.

Пока никто не знает, сколько может существовать химических элементов в нашей Вселенной. Живучесть элемента определяется структурой его ядра, состоящего из протонов и нейтронов. Эти частицы взаимодействуют между собой, притягивая и отталкивая друг друга. Пока их силы уравновешены, ядро живет. Если компромисс между протонами и нейтронами нарушается, ядро распадается. Чем больше частиц, тем сложнее им мирно уживаться друг с другом. Поэтому, считают физики, должен быть предел для количества протонов и нейтронов, составляющих вместе ядро – предел стабильности ядра. Все точно так же, как и в мире людей: чем больше население, тем нестабильнее жизнь.

Создать новое ядро чрезвычайно сложно. Сложно – не то слово, чтобы описать усилия, которые нужно приложить для сотворения того, чего нет в природе. Сначала – работа мысли, идея эксперимента: какие известные ядра и каким методом соединить, чтобы получить новое ядро. Из этой идеи появляется представление о приборах, которые станут творящими руками и наблюдающими глазами. Потом нужно рассчитать, сконструировать, изготовить эти приборы: ускорители, сепараторы, детекторы…

Ускорители разгоняют пучок частиц, передавая их друг другу по цепочке, чтобы скорость частиц в момент столкновения их с мишенью была близкой к скорости света. Детекторы фиксируют, что получилось при столкновении пучка с мишенью (кусочком радиоактивного вещества весом в несколько граммов). Сепараторы сортируют частицы по массе…

Когда физики стали создавать новые химические элементы на ускорителях (это было еще в середине ХХ века), то оказалось, что чем тяжелее ядро элемента, тем короче его жизнь. Вместо миллиардов лет жизни природных элементов, искусственные с номером больше 100 не выживали и тысячных долей секунды. Общемировой пессимизм ученых попытались развеять дубненские физики во главе с академиком Георгием Флеровым. Еще в 60-е годы они предсказали, что существует остров стабильности химических элементов – регион долгожителей среди сверхтяжелых элементов, что-то вроде горной Абхазии в микромире. Он должен был находиться где-то в интервале между 110 и 120 элементами.

В экспериментах выяснилось, что чем больше нейтронов содержит ядро, тем дольше оно живет. Поэтому при синтезе стабильных ядер нужно было получить максимально возможное количество нейтронов. И значит искали для слияния изотопы элементов, содержащие как можно больше нейтронов (изотопы одного и того же элемента имеют одинаковое количество протонов в ядре, но разное количество нейтронов).

Идея получения 114-го и 116-го элементов состояла в том, чтобы пучок ядер кальция-48 (стабильного изотопа знакомого всем кальция) направить, как очередь из пулемета, на мишень из плутония-244 (самого тяжелого изотопа плутония). Задача была трудна не только в смысле изобретения технологии и изготовления оборудования для эксперимента, но и в финансовом отношении.

Весь мировой запас кальция-48 в те времена составлял всего 40 грамм. Из них 20 грамм были наработаны на мощных сепараторах СССР по распоряжению . Десять «курчатовских» грамм передали в ОИЯИ для экспериментов по синтезу 114 элемента. В 1999 году министр атомной энергии Евгений Адамов выделил специальный грант, по которому предприятия отрасли должны были ежегодно нарабатывать кальций-48 для экспериментов в ОИЯИ. Заместитель министра атомной энергии Валентин Иванов в том же году распорядился выдать ЛЯР ОИЯИ весь запас трансурановых элементов, наработанный на реакторе в Димитровграде за многие годы. И это в тяжелое время 90-х, когда драгоценные граммы редких изотопов были буквально хлебом насущным для коллективов тех заводов, что их производили.

Объединенному институту, которым тогда руководил академик Владимир Кадышевский, приказом министра Адамова был предоставлен лимит на электроэнергию для круглосуточной работы ускорителя У-400 и обеспечена помощь других институтов в деле разработки технологии изготовления мишени из плутония. Научный руководитель саровского ВНИИЭФ академик Радий Илькаев в 2003 году передал для экспериментов в ЛЯР ОИЯИ изотопы плутония-242 и кюрия-245 высокого обогащения.

Ощущая такую поддержку, сотрудники Лаборатории ядерных реакций трудились самоотверженно, с любовью к своему делу. И предсказание дубненских физиков сбылось. 114-й и 116-й элементы не просто доказали существование острова стабильности, но оказались его жителями.

Награда за любовь – так назвал мировое признание 114-го и 116-го элементов, обращаясь к коллективу своей лаборатории академик Оганесян.