Вчені з лабораторії рідкісних ізотопних пучків Міністерства енергетики США (FRIB) досягли значної віхи у вивченні ізотопів. У своєму останньому експерименті вони прискорили потужний урановий промінь. Вони доставили до мішені рекордні 10,4 кіловата безперервної потужності пучка. Цей прорив є дуже актуальним у сучасних умовах, коли дослідникам по всьому світу потрібен урановий первинний пучок для вивчення рідкісних ізотопів.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Уран – найважчий природний елемент, який важко прискорювати. Він важкий, а його складна атомна структура ускладнює його контроль. Проте уран необхідний для наукових досліджень. Коли урановий промінь потрапляє в ціль, він розпадається на фрагменти або зазнає поділу. В результаті утворюється широкий спектр рідкісних ізотопів, які є нестабільними версіями елементів з різною кількістю нейтронів. «Створення прискорення уранового пучка з безпрецедентною потужністю є важливою віхою для FRIB. Це досягнення відкриває новий напрямок досліджень з рідкісними ізотопами», – зазначають дослідники.
Цікаво, що результат цього експерименту був дуже вражаючим. Всього за 8 годин роботи з потужним урановим пучком вчені FRIB зробили чудове відкриття. Вони створили та ідентифікували три ізотопи, які ніколи раніше не спостерігалися: галій-88, миш’як-93 та селен-96. Цей стрімкий успіх підкреслює потенціал передової технології FRIB. «Потужний урановий пучок вимагав стабільної роботи всіх пристроїв прискорювача при найвищих градієнтах прискорення», – додається в прес-релізі.
Команда також натрапляла на труднощі в досягненні цієї рекордної потужності пучка. Це вимагало безперебійної роботи всього прискорювача FRIB. Це включає новий надпровідний лінійний прискорювач, що складається з 324 резонаторів у 46 кріомодулях. Ці кріомодулі утримуються при надзвичайно низьких температурах для забезпечення ефективного прискорення іонів.
Іншим ключовим компонентом є нещодавно розроблений рідинно-літієвий стриппер. Цей пристрій відриває електрони від іонів урану, збільшуючи їхній заряд і забезпечуючи ефективніше прискорення. Окрім цих основних компонентів, важливу роль відіграла низка інших інновацій. Серед них – спеціалізоване джерело іонів електронного циклотронного резонансу (ECR) для отримання іонів урану, унікальний радіочастотний квадруполь на важких іонах (RFQ) для фокусування і групування іонів, а також потужна мішень і скидання пучка для роботи з інтенсивним пучком.
Крім того, «вчені розробили нові методи одночасного прискорення трьох зарядових станів урану після зачистки рідко-літієвою плівкою. Цей підхід дозволив досягти рекордно високої потужності для урану», – підкреслили дослідники.
Цей важливий крок FRIB може революціонізувати наше розуміння Всесвіту на найфундаментальнішому рівні. «Це досягнення створює основу для забезпечення найважчих пучків іонів для створення рідкісних ізотопів. Це розширює наукові можливості в недосліджених регіонах ядерного ландшафту», – йдеться в прес-релізі.
Рідкісні ізотопи дають ключові підказки про процеси, які створюють елементи в зірках і наднових. Крім того, вони також допомагають вченим краще зрозуміти ядерні структури. Примітно, що в цьому експерименті також брали участь вчені з Японії та Південної Кореї.
Якщо вам цікаві статті та новини про авіацію та космічну техніку — запрошуємо вас на наш новий проєкт AERONAUT.media.
Читайте також:
Leave a Reply