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

  • 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.
    814
  • 27/06/2017

    Российские ученые разработали материалы для пластиковых солнечных батарей

    ​Научные сотрудники Института проблем химической физики РАН разработали высокоэффективные и стабильные тонкопленочные солнечные батареи на основе органических полупроводниковых материалов: сопряженных полимеров и производных фуллеренов.
    171
  • 02/03/2017

    Ученые создали новую модель возникновения сверхмощных сверхновых звезд

    ​Российские астрофизики вместе с японскими коллегами разработали новую модель, которая может объяснить широкий диапазон наблюдаемых кривых блеска сверхмощных сверхновых звездРоссийские астрофизики вместе с японскими коллегами разработали новую модель, которая может объяснить широкий диапазон наблюдаемых кривых блеска сверхмощных сверхновых звезд.
    338
  • 01/10/2015

    Российский научный фонд будет сотрудничать с Тайванем

    ​Соглашение с Российским научным фондом (РНФ) подписала делегация Министерства науки и технологий Тайваня 24 сентября в рамках визита делегации Тайваня в Москву, сообщает пресс-центр организации."Наука не знает границ.
    661
  • 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.
    893
  • 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.
    439
  • 23/05/2016

    Александр Замолодчиков: во многом физики СССР были впереди планеты всей

    ​Выдающийся физик, недавно избранный в состав Национальной академии наук (НАК) США, дал интервью корреспонденту ТАСС, в котором оценил состояние науки в СССР и России.  Александр Замолодчиков - выходец из бывшего Советского Союза, профессор в Университете Ратгерса (штат Нью-Джерси), лауреат множества премий.
    512
  • 26/04/2016

    Ведущие ученые обсудили возможность создания аналога человеческого субъекта

    Крупнейшие специалисты по биологически инспирированным когнитивным архитектурам обсудили возможность конструирования искусственного интеллекта на принципиально новых началах. Исследователи из 15 стран – России, США, Великобритании, Японии, Германии, Франции, Швеции, Италии и других, приняли участие в первой международной научной школе по биологически инспирированным когнитивным архитектурам (БИКА), которая прошла на базе Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ».
    1118
  • 20/03/2017

    Александр Макаров: Академия должна стать полезной для страны

    Знакомим с кандидатами в президенты Российской академии наук. 22 марта состоятся выборы президента Российской академии наук. Свой взгляд на роль РАН в жизни страны высказывает кандидат в президенты академии, директор Института молекулярной биологии им.
    539
  • 25/01/2016

    Российские ученые разработали новую биосенсорную тест-систему для анализа крови

    ​Отныне анализ крови станет не сложнее теста на беременность, благодаря новой разработке исследователей из ИОФ РАН и МФТИ. Речь идет о новой  биосенсорной тест-системе, основанной на применении магнитных наночастиц и предназначенной для очень точного измерения концентрации белковых молекул (например, так называемых «маркеров», которые указывают на начало или развитие заболеваний) в различных образцах, включая непрозрачные или сильно окрашенные жидкости.
    1050