Ученые из Объединенного института ядерных исследований вместе с коллегами из Орсе (Франция) разработали уникальный детектор нейтронов и с его помощью определили вероятность радиоактивного (нейтронного) распада атомных ядер легких химических элементов.

Полученные знания используются в астрофизике при решении проблемы нуклеосинтеза - процесса образования ядер химических элементов - во Вселенной и могут в будущем применяться в ядерной энергетике. Работа проходила в рамках проекта, поддерживаемого Российским научным фондом, а ее результаты были опубликованы в журнале Physical Review C.

Нейтронный распад - это вынужденное изменение состава или внутреннего строения нестабильных ядер атомов. Распад происходит путем испускания нейтронов - частиц, которые не имеют заряда. Ученые с высокой точностью определили вероятность распада нейтроноизбыточных ядер - ядер, в которых нейтронов больше, чем протонов (это и определяет их нестабильность). Ученые исследовали ядра легких элементов, число нейтронов в которых превышает 50.

Как оказалось, ядро может с определенной вероятностью принимать различные формы, причем в некоторых случаях деформированное ядро может оказаться стабильнее недеформированного (сферического). Авторы сделали вывод, что у ядер на уровне протонов и нейтронов есть необычные свойства. Так, ученые обнаружили новые виды деформации ядер, узнали, что два и более вида деформаций могут сосуществовать в одном и том же ядре.

В атомных ядрах, как и в атомах, есть оболочки. Ядра, имеющие полностью заполненные оболочки, связаны более сильно - они наиболее стабильны. Количества нейтронов или протонов, соответствующие заполненным оболочкам, называются магическими числами. Это числа 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126. Но последние исследования говорят о том, что есть другие значения, при которых стабильность ядра увеличивается. Ученые утверждают, что в ядрах появляются новые магические числа, которые влияют на вероятность распада этих ядер.

Физикам удалось добиться такого результата с помощью созданного в Дубне уникального нейтронного детектора - прибора для регистрации нейтронов с высокой эффективностью. Из-за отсутствия электрического заряда нейтроны не оставляют после себя никаких следов - заряженных частиц с высокой энергией, которые являются "сигналом" для большинства приборов. Поэтому нейтронный детектор содержит модератор и счетчик. Модератор состоит из полиэтилена, в котором нейтроны замедляются. Потом медленные нейтроны взаимодействуют с рабочим веществом счетчика (газ 3 Не), и в результате этого рождаются заряженные частицы, которые и регистрируются детектором. В своей работе авторы использовали нейтронный детектор полной геометрии (ТЕТРА) на пучке радиоактивных ядер ускорительного комплекса АЛТО в Орсе, Франция. По словам ученых, это крайне эффективная установка, позволяющая изучать распад нейтроноизбыточных ядер легких элементов.

"Этот результат важен для других близких областей науки. Так, полученные данные позволяют определить вероятность образования легких элементов, количество протонов в атомных ядрах которых варьируется от 10 до 70. Эта характеристика распада имеет большое значение при расчетах процесса нуклеосинтеза в астрофизике. Созданный нейтронный детектор может быть использован для исследований нейтронного распада в различных ядерных процессах, в том числе при делении тяжелых ядер, используемых в ядерной энергетике", - рассказал один из авторов работы Юрий Пенионжкевич, руководитель проекта РНФ, профессор, руководитель научного сектора Объединенного института ядерных исследований.

Источники

Уникальный детектор определил вероятность нейтронного распада с высокой точностью
Nanonewsnet.ru, 18/08/2017
Физики из России узнали, как часто нейтроны "сбегают" из атомов
Российский научный фонд (рнф.рф), 17/08/2017
Физики из России узнали, как часто нейтроны сбегают из атомов - новости на сегодня 17.08.2017
News2world.net, 17/08/2017
Физики из России узнали, как часто нейтроны "сбегают" из атомов
Profi-news.ru, 17/08/2017
Физики из России узнали, как часто нейтроны "сбегают" из атомов
РИА Новости, 17/08/2017
Физики из России узнали, как часто нейтроны "сбегают" из атомов
Пульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 17/08/2017
Уникальный детектор определил вероятность нейтронного распада с высокой точностью
Индикатор (indicator.ru), 17/08/2017
Уникальный детектор определил вероятность нейтронного распада с высокой точностью
Новости@Rambler.ru, 20/08/2017
Физики из ОИЯИ РАН и их французские коллеги выяснили, как часто происходят распады ядер легких элементов
Научная Россия (scientificrussia.ru), 04/09/2017
Физики из России узнали, как часто нейтроны "сбегают" из атомов
Nanonewsnet.ru, 04/09/2017

Похожие новости

  • 05/04/2017

    Байкальские водоросли вошли в крупнейшую коллекцию живых водорослей и в банк геномной ДНК

    ​Ученые из Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН совместно с коллегами из США создали одну из крупнейших коллекций разнообразных культур живых водорослей и банк геномной ДНК, содержащий более двух тысяч образцов, которые могут использоваться для поиска организмов, необходимых в биотехнологии и создании биотоплива.
    445
  • 16/09/2016

    Российские ученые создали прибор для измерения длины сгустка частиц в ускорите

    ​Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН) при поддержке гранта РНФ разработали новое поколение высокоскоростных электронно-оптических приборов для диагностики пучков в ускорителях заряженных частиц - диссектор на основе стрик-камеры.
    824
  • 25/10/2016

    Экспериментальная установка покажет, как бороться с перегревом термоядерного реактора

    Ученые Института ядерной физики СО РАН им. Г.И. Будкера (ИЯФ СО РАН), Московского энергетического института (НИУ МЭИ) и ОИВТ РАН создали экспериментальный стенд РК-3, на котором будут проводиться исследования гидродинамики и теплообмена жидкометаллических теплоносителей в условиях ИТЭР (International Thermonuclear Experimental Reactor) и других термоядерных реакторов-токамаков.
    622
  • 08/06/2017

    Объявлены лауреаты Госпремии 2016 года за выдающиеся достижения в области науки и технологий

    ​​Объявлены лауреаты Государственной премии Российской Федерации 2016 года за выдающиеся достижения в области науки и технологий. Указ об этом опубликован на официальном сайте Президента РФ. Госпремию вручат нефтяникам, врачам и астрофизикам​.
    518
  • 21/01/2017

    Что может рассказать один квазар?

    Ученые, занимающиеся космическими исследованиями, — настоящие детективы. Как Шерлок Холмс, используя метод дедукции и косвенные наблюдения, вычислял убийцу, так и они, собирая и анализируя данные излучений в различных спектрах, могут рассказать, что происходило во Вселенной много-много лет назад и как возникли известные нам сегодня феномены.
    570
  • 17/03/2017

    Сибирские физики создадут точнейшие атомные часы

    Ученые из Института лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и из Новосибирского государственного технического университета разработали сверхстабильный лазер для атомных часов, который позволит российским физикам создать устройства для измерения времени, не уступающие в точности западным аналогам, говорится в статье, опубликованной в Journal of Physics: Conf.
    576
  • 22/07/2016

    Новосибирские и московские физики получили случайную генерацию в висмутовых волоконных световодах

    В журнале Scientific Reports группы Nature опубликована статья российских физиков. В ней впервые продемонстрирован случайный волоконный лазер на основе висмутового активного световода, имеющий уникальные выходные характеристики.
    758
  • 11/05/2017

    Курчатовский институт выделит средства на постройку рентгеновского лазера

    Курчатовский институт выделит 700 млн. руб. на постройку Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах (XFEL).  "В целях выполнения международных обязательств Российской Федерации в связи с ее участием в конвенции от 30 ноября 2009 года о строительстве и эксплуатации установки Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах, федеральному государственному бюджетному учреждению Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" в 2017 году обеспечить частичное финансирование оставшейся части целевого взноса Российской Федерации на строительство установки Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах.
    248
  • 31/05/2016

    Новосибирские ученые исследуют кровеносную систему

    ​Кровеносная система лежит в основе функционирования головного мозга, и в области её работы ещё много «белых» пятен. Сибирские учёные в сотрудничестве с медиками решили устранить некоторые из них.  Исследование имеет и прикладной выход: уже создана уникальная система мониторинга нейрохирургических операций, метод повышения качества магнитно-резонансной томографии, а также инструментарий для персонализированного моделирования протекания некоторых болезней.
    925
  • 27/09/2016

    Россия и Беларусь планируют создать совместный центр лазерных технологий

    ​Беларусь и Россия планируют создать совместный центр лазерных технологий. Об этом сообщил в понедельник научный руководитель Института лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) академик Сергей Багаев перед открытием Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике, лазерам, их приложениям и технологиям (ICONO/LAT-2016) в Минске.
    986