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

  • 15/01/2018

    Российские ученые выяснили, как способ обработки полипропилена влияет на механические свойства конечного изделия

    ​Коллектив учёных, в том числе из Института синтетических полимерных материалов РАН и МФТИ, выяснил, как «правильность» молекул полипропилена и способ обработки влияют на механические свойства конечного изделия.
    127
  • 09/01/2018

    Геофизики исследовали космические хоры в радиационном поясе Земли

    ​Ученые из Полярного геофизического института исследуют низкочастотные сигналы, которые способны влиять на радиационный пояс Земли. Прогноз поведения пояса позволит минимизировать вред от космической радиации для спутников и космонавтов.
    150
  • 12/02/2018

    Михаил Ковальчук: научные центры РФ изучат влияние радиации на человека

    ​Национальная программа мирового уровня по исследованию воздействия радиации на человека объединит возможности ведущих российских научных организаций, обладающих экспериментальной базой и опытом, заявил в интервью газете "Известия" президент Национального исследовательского центра (НИЦ) "Курчатовский институт" Михаил Ковальчук.
    74
  • 07/02/2018

    Андрей Фурсенко: «Мы любим мифы»

    За счет чего развивается российская наука, почему важна международная мобильность ученых и стоит ли бояться «утечки мозгов» за границу? Об этом на пресс-конференции, посвященной вручению президентской премии в области науки и инноваций для молодых ученых, рассказал помощник президента России Андрей Фурсенко.
    196
  • 12/12/2017

    Александр Сергеев рассказал, как заказы от Росатома помогают академической науке

    ​Заказы со стороны госкорпорации "Росатом" по высокотехнологичным проектам оказывают серьезную финансовую помощь российским академическим научным институтам, сообщил президент Российской академии наук Александр Сергеев в интервью корпоративному изданию российской атомной отрасли газете "Страна Росатом".
    165
  • 30/11/2017

    Григорий Трубников избран председателем Комитета полномочных представителей правительств государств-членов Объединённого института ядерных исследований

    ​24-25 ноября в Дубне состоялось заседание Комитета полномочных представителей правительств государств-членов (КПП) Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ). В работе сессии помимо 16 полномочных представителей стран-участниц международной организации приняли участие наблюдатели из Венгрии, Германии, Сербии, Италии, Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН).
    171
  • 17/01/2018

    Российским химикам удалось снизить порог обнаружения онкопрепаратов в опухолевых тканях

    Ученым удалось в 10 раз снизить порог обнаружения онкопрепаратов в раковых клетках. Работа выполнена в Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН. Применение этого открытия позволит анализировать воздействие лекарств на отдельные фрагменты опухоли и разрабатывать программы индивидуальной терапии для онкобольных.
    126
  • 19/04/2016

    Михаил Ковальчук: «Почти все крупные научные проекты Европы инициированы российскими учеными»

    Президент Курчатовского института, одного из ведущих научных центров мира, Михаил Ковальчук уверен, что Россия остается одной из самых высокотехнологичных стран. Он рассказал о масштабных проектах института.
    1192
  • 15/12/2017

    Российские ученые исследовали взаимодействия одиночных импульсов

    ​Российские ученые изучили поведение одиночных импульсов волн - однократных возмущений, распространяющихся в пространстве или в среде, - при их столкновении в нелинейных средах. Результаты работы ученых из России и Швеции опубликованы в журнале Nonlinear Dynamics.
    216
  • 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.
    841