Физики «заглянули» внутрь радиоактивных атомных ядер
Аспирантка факультета физики Гетеборгского университета Мици Уркиса разработала лазерный метод изучения радиоактивных атомных ядер. Он позволил физикам определить их форму и другие параметры.
Метод описан в ее диссертации, которую она успешно защитила. По расчетам исследовательницы, ядра нептуния и фермия — вытянутые, как мяч для регби.
Актиноиды — это группа элементов в нижней части таблицы Менделеева. Они отличаются высокой плотностью, радиоактивны, и некоторые из них существуют всего несколько секунд. Лишь четыре из четырнадцати элементов этой группы встречаются в природе. Остальные можно получить на ускорителе — и то в ничтожных количествах. Самый известный актиноид — уран, однако в центре внимания Уркисы были нептуний и фермий.
«Эти элементы сложно исследовать, потому что они нестабильны, существуют в крайне малых количествах и крайне недолго. И в то же время они могут быть нам очень полезны. Поэтому так важно выяснить как можно больше о ядрах актиноидов и их свойствах», — говорит теперь уже доктор Уркиса.
Ее изыскания так и остались бы голым теоретизированием, но благодаря совместной программе с компанией Hübner Photonics их удалось воплотить, что называется, в железе. В рамках программы создана международная сеть из 15 исследователей из разных университетов, научных институтов и промышленных партнеров. В диссертации перечислено разное сложное и дорогостоящее оборудование в нескольких странах Европы. Основной прибор — перестраиваемый лазер на основе оптического параметрического генератора, к которому Мици собрала полностью твердотельный импульсный лазерный усилитель.
«Благодаря нашему новому методу мне удалось впервые получить качественное описание ядер фермия и нептуния. Их ядра по форме напоминают мяч для регби. Измерения пришлось проводить на нескольких разных установках в Европе, поскольку каждая из них обладает уникальным оборудованием, необходимым для исследования», — рассказывает она.
Результаты исследования будут полезны для уточнения теоретических моделей атомов и атомных ядер, что в будущем облегчит идентификацию новых возможных элементов и изотопов в экспериментах. Нептуний входит в состав ядерного топливного цикла, и углубленные знания об этом элементе в перспективе помогут в сокращении радиоактивных отходов, а также производстве радиоизотопов для лечения рака.
