Техника - молодёжи 1964-11, страница 5
Юрий Оганесян (с л с в а) и Виктор Дрцин ученые лаборатории ядерных реакции. Скоростные пробники созданы механика Василия Максимовича молодые яамечате ирного МНОЖЕСТВО ПРОБЛЕМ Надо сказать, что шли мы по малопроторенному пути. Мы все время экспериментировали, нащупывая оптимальные решения. Взять, например, проблему источников. Это плазма многозарядных атомов. Как известно, теория подобной плазмы только появляется на свет божий. А нам плазма нужна была для чисто практических целей, притом в малом объеме. И мы вели поиски нужных нам режимов, подбирая физические условия, меняя геометрию и т. п. Долго мучились с выводом пучка. Время шло, а коварный пучок ионов упорно не хотел нам подчиняться. Мы решили вести все работы внутри ускорителя. Решение было неожиданным и на первый взгляд даже авантюристическим. Появились новые очень большие экспериментальные трудности, с которыми, казалось, нам не справиться. Как известно, всякая ядерная реакция сводится к тому, что определенными ядерными «снарядами», в данном случае ионами источника, разогнанными в ускорителе, бомбардируют ядра мишени. Чтобы выяснить, что же произошло при этом столкновении, нужен детектор-регистратор самого ядерного процесса или дочернего ядра, если оно распадается. Но явления, которые мы собирались наблюдать, — распад нескольких ядер нового элемента — буквально тонули в волне всевозможных излучений внутри циклотрона. Эффект в лучшем случае мог составить примерно одну десятимиллиардную долю от фона! Сначала мы даже не могли подобрать надежный детектор. Фотопластинки, с помощью которых обычно ведется наблюдение за ядерными реакциями, в данном случае абсолютно непригодны. Фотоумножители сциитилляционных счетчиков боятся магнитных полей. Даже радиолампы отказались работать в сильном магнитном поле. Тогда мы решили использовать принципиально новый вид детекторов ядерных частиц. Поскольку с повышением отношения Z2/A растет вероятность процесса спонтанного самопроизвольного распада тяжелых ядер, мы предположили, что изотоп элемента 104-го, который мы ищем, должен спонтанно распадаться. И искать его следует именно по спонтанному распаду. Существует великолепный способ фиксировать осколки деления ядер с помощью обыкновенного стекла. На стекле образуется крохотная впадина — след от происшедшей «микрокатастрофы». Если ее проявить плавиковой кислотой, в микроскопе можно увидеть четкий след. И самое главное, что при такой методике можно не заботиться о фоне. Стекло позволяет увидеть один осколок при фоне в 1015 альфа-частиц. Наконец ввиду того, что мы смело забрались внутрь циклотрона, возникла проблема доставки образовавшихся ядер к детектору. Так появились сконструированные нашими замечательными конструкторами и механиками скоростные вращающиеся пробники, ленточные и дисковые. Когда мы принципиально решили все эти проблемы, начались поиски 104-го элемента. В ПОИСКАХ СТО ЧЕТВЕРТОГО Мы предположили, что при обстреле плутониевой мишени ионами неона может образоваться изотоп пока что никому не известного нового элемента с номером 104. Признаться, нас пугали предварительные расчеты известного теоретика Юханнесена. Он заявил, что этот изотоп будет «жить» всего лишь 1-10—6 сек. Искать столь коротко живущий изотоп было бы безумно трудно. Но мы усомнились в этих мрачных предсказаниях. И по аналогии с уже известным изотопом 102-го элемента предположили, что время жизни 104-го не так уж мало. Схема опыта видна из рисунка. Пучок ионов неона (Ne22) бомбардирует плутониевую мишень. В результате реакции Pua42(Ne23, 4п) )042со появляются ядра нового, 104-го элемента. Вследствие механической отдачи они отрываются от мишени и попадают на непрерывно движущуюся восьмиметровую никелевую ленту, напоминающую эскалатор метро. Лента транспортирует делящиеся ядра к детекторам. И вот уже осколки делящихся ядер — у фосфатных стекол. Первым новым излучателем, который мы открыли, оказался неизвестный нам изотоп, спонтанно делящийся со временем жизни 10—2 сек. Нас просто поразил выход реакции — десятки новых ядер в час. Но увы! Дальнейшие опыты показа- почему бы и нет? Л ЯР — лаборатория ядерных реакций. Ее сердце — большой циклотрон многозарядных ионов. Здание сконструировано в виде самолета, широко расправившего свои крылья. И весь ритм работы в лаборатории — ритм стремительного полета. Это своего рода марафонский бег по таблице элементов Менделеева, бег, на финише которого видны таинственные надписи «103», «104», «105»... Одну из комнат, непосредственно примыкающих н циклотрону, называют «комнатой ожидания». Все трансураны, открытые до сих пор, почти неразличимы по химическим свойствам. Составляют они дружную, хотя и нестабильную, семью актинидов. Но этот ряд, начавшийся актинием, по-видимому, должен закончиться 103-м элементом. А дальше уже простирается химическая «терра инкогнита» — земля неведомая. Какая она, эта земля? У очередного пробника нас встретил Иво Звара — чешский химик, выпускник химического факультета МГУ. В познании тайн 104-го элемента сегодня наступила очередь химиков. Ведь если не ошибается теоретическая химия, 104-й элемент должен быть аналогом гафния. Для него родилась целая химическая лаборатория в объеме небольшой камеры химического пробника. Все действие будет происходить в циклотроне. Тут и непрерывная хлорная газовая струя, буквально по атому доставляющая рожденные элементы, и специальные фильтры. Главный из них образно называют фильтром ожидания. Там и должен задержаться «элемент без названия», славный дубненский новорожденный периодической системы. Игра идет на том, что актиниды должны дать с хлором соединения нелетучие, а аналог гафния — газообразные. Поэтому первые задержатся в фильтрах, а соль неизвестного 104-го элемента проскочит дальше. Мы уходим в четыре часа. А ровно в шесть химический пробник отправится в пекло к тяжелым ионам. И снова начнется нелегкая многомесячная работа. А потом? Что будет потом? Может быть, новая грандиозная победа, может быть, новая эра в теоретической химии. Почему бы и нет? Б. СМАГИН г. Дубна (Наш специальный корреспондент) 3 |
