По последнему слову ядерной физики

Опубликовано в еженедельнике ОИЯИ "Дубна"  № 11 (2001)

На программном комитете ОИЯИ в октябре 1999 года и последующих Ученом совете и КПП был утвержден проект Dubna Radioactive Ion Beams (DRIBs; фаза I) стоимостью 2 миллиона 60 тысяч долларов. Но впечатляет не столько сама сумма, сколько тот факт, что средства поступали согласно планам, и в достаточно короткий срок. B Лаборатории ядерных реакций им Г.Н.Флерова спроектировано, приобретено или создано оборудование для реализации проекта. Подробнее об этом мы попросили рассказать начальника научно-технологического отдела ускорителей Георгия Герасимовича ГУЛЬБЕКЯНА.

- Георгий Герасимович, для каких исследований предназначен проект DRIBs?

- Сегодня исследования в ядерной физике сдвигаются в сторону использования пучков очень редких, экзотических, а, следовательно радиоактивных изотопов, время жизни которых очень мало. Они распадаются за сотые доли секунды. Проект базировался на том, что в лаборатории имеется два мощных ускорителя. Было предложено на одном из них (У-400М) нарабатывать изотопы, а другой (У-400) использовать для того, чтобы эти радиоактивные ядра ускорять. Весь процесс должен быть очень быстрым, потому что количество ядер, образующееся в реакциях, невелико, и в кратчайшие сроки их надо превратить в ионы, сепарировать и транспортировать в другой ускоритель, там ускорить и направить на мишень для физических экспериментов.

- Какие работы включает в себя первая фаза проекта, что планируется? На каком этапе сегодня находится процесс реализации?

- После утверждения и поддержки на всех уровнях начались проектные работы, обычные процедуры закупки оборудования, комплектации. Все это было сделано в 2000 году, в декабре все оборудование было уже на месте. В феврале этого года мы начали монтаж первой очереди первой фазы проекта DRIBs. Это самый ответственный узел, в котором нарабатываются радиоактивные ядра, и потом они становятся ионами, готовыми для транспортировки и инжекции в циклотрон У-400.

Для связи между двумя ускорителями мы использовали помещение галереи, предназначенное около десяти лет назад для другого проекта. Службой главного инженера лаборатории проведены необходимые подготовительные и строительные работы, все приведено в порядок, подготовлено для монтажа. Как я уже сказал, в феврале в точном соответствии с планом-графиком начался монтаж первой очереди. Одновременно монтируется линия для транспортировки пучка между двумя ускорителями, длиной 120 метров. В настоящее время идет наладка всего узла, включающая в себя транспортировку первичного пучка, вакуумную откачку, отработку режимов мишени и горячего сборника, получение однозарядных ионов гелия-6 и гелия-8, а так же их магнитную сепарацию. После этого несколько месяцев уйдет на наладку оборудования, продолжится монтаж транспортной линии между ускорителями. Июль-август будут посвящены монтажу оборудования, сентябрь - наладке ввода пучка радиоактивных ионов в циклотрон У-400. В октябре мы планируем получить ускоренные пучки гелия-6 с энергией 12 МэВ/нуклон и затем гелия-8 с энергией 6 МэВ/нуклон. К концу года мы должны выдать пучок для первых физических экспериментов. На этом мы закончим первую фазу проекта. Конечно же, за этим последует оптимизация режимов оборудования, повышения качества и интенсивности пучков и т.д. Думаю, что некоторое время этот комплекс будет самым мощным в мире по пучкам гелия-6 и гелия-8.

- А в мире существуют какие-то аналоги подобных установок?

- Аналоги существуют или реализуются. Уже несколько лет назад построен комплекс во Франции, в лаборатории ГАНИЛ, но насколько я знаю, у них пока нет разрешения на работу с радиоактивными пучками легких элементов.

- Это связано с радиацией?

- Да. Мне кажется, из-за некоторых особенностей конструкции установки. Реализуются проекты ускорения радиоактивных ядер в РИКЕН (Япония), в Университете Мичигана (США), в ТРИУМФ (Ванкувер, Канада), в ГСИ (Дармштадт, Германия) и др. У нас в ЛЯР уже проводились подобные эксперименты с пучками гелия-6 и гелия-8 на установке АКУЛИНА.

- Я и хотела спросить, кстати, в чем отличие экспериментов на сепараторе АКУЛИНА от нового проекта? Вроде бы, работают оба на вторичных пучках...

- На АКУЛИНЕ ввиду ее особенностей используются не все возможности первичного пучка и производящей мишени. В результате после сепарации получаются пучки гелия-6 и гелия-8 с относительно низкими интенсивностями. Проект DRIBs позволяет увеличить интенсивность, по меньшей мере, в 100 раз, а, значит, уменьшится время эксперимента. Можно будет задумывать эксперименты более высокого класса.

Но надо сказать, что работы на АКУЛИНЕ, которые мы проводили совместно с ВНИИЭФ (г. Саров) в прошлом году, были частью программы по установке DRIBs. На циклотроне У-400 удалось получить достаточно интенсивный пучок трития, но самое интересное – это жидкая тритиевая мишень. С точки зрения технологии это просто фантастика. Эксперименты прошли успешно, и думаю, получены интересные данные.

- Вы говорили о первой фазе проекта. Надо думать, что существует и вторая?

- Вторая фаза проекта DRIBs – это деление урана электронным пучком и последующее ускорение продуктов деления на ускорителе У-400. Для этого нужно провести целый комплекс исследований прежде всего по безопасности и технологии. Вложения в безопасность – и строительную, и инструментальную – будут значительные. Сейчас исследуется и обсуждается технология деления урана на нашем электронном ускорителе – Микротроне-25. Одновременно с окончанием первой фазы, сразу начнутся работы по второй...

- Что для этого надо будет сделать?

- Необходима модернизация ускорителя электронов, перестройка здания, создание первой ступени ионизации ядер, чтобы получить из атома ион с высоким зарядом. Найти решение, как создать комплекс электронного пучка, урановой мишени, ионного источника и сепаратора, чтобы он работал эффективно и безопасно. Далее – транспортная линия пучка продуктов деления и их ускорение. Но это все в будущем.

- Как вы считаете, благодаря чему удается обеспечивать работу бесперебойно, хорошими темпами?

- Самое важное для нас было то, что финансирование проекта шло ритмично и в том объеме, которые предполагались по плану. При этом надо отметить значительный вклад стран-участниц ОИЯИ. Электротехнический институт в Ново-Дубнице (Словакия) предоставил очень хорошее, качественное оборудование - источники питания. Чешская фирма “Вакуум-Прага” обеспечила нас вакуумными ионопроводами и блоками. Из Румынии от фирмы “Вакуум-Сайенс” прибыли магнитные элементы. Диагностические элементы предоставлены базой развития Академии наук Болгарии.

Очень важно и внимание дирекции ОИЯИ. По-видимому, это объясняется еще и тем, что научный и технический персонал лаборатории имеет большой положительный опыт в реализации сложных проектов. Все, что у нас воплощалось “в железе”, в электронике по всем проектам, всегда имело реальный научный выход.