ПОШИРЕНІ ЗАПИТАННЯ ТА ВІДПОВІДІ
Які експериментальні факти свідчать про те, що при вибуховому стисканні речовини мішені до надщільних станів у ньому відбуваються ядерні реакції?
Поява в продуктах вибуху хімічних елементів, що не входили до складу вихідних матеріалів мішеней і накопичувальних екранів, і хімічних елементів, присутніх у них у вигляді домішок, але в концентраціях на 3÷7 і більше порядків нижче фіксованих після експерименту; відхилення ізотопного складу від природної поширеності ізотопів для цілого ряду хімічних елементів, що містяться як у цих продуктах, так і в залишковій атмосфері експериментальної камери після вибуху; виявлення в продуктах вибуху атомарних мас, що не ідентифікуються, в діапазоні вище 250 а.е.м.; зниження гамма-активності внаслідок вибуху у випадках використання матеріалів для мішені, що містять радіоактивні ізотопи; спектральний склад випромінювання в оптичному, рентгенівському та гамма-діапазоні від квазіточкового джерела, що ініціюється в зоні ударного стиснення; спостереження треків ядерних частинок, що містяться в плазмі речовини зруйнованої мішені - все це експериментальні факти, що вказують на те, що в області ударного стиснення речовини мішені протікають ядерні реакції.
Яка кількість речовини зазнає ядерного перетворення внаслідок його ударного стиснення і в яких умовах протікає цей процес?
Процес протікає у вакуумній камері експериментальної установки (залишковий тиск∼10-3Па), в якій за допомогою електронного пучка, що використовується як первинний носій концентрованої енергії, твердотільної мішені віддається до 1 кДж енергії під час імпульсу близько 30÷100 нс. У кульмінаційній стадії процесу мікрооб'єм речовини мішені стискається до щільності >> 1026 см-3, при цьому щільність потужності в області стиснення, за різними оцінками, перевищує 1022 Вт*см-3. Ударне стискування мішені призводить до її руйнування вибухом зсередини. Зазначений процес зазвичай супроводжується радіальним розльотом речовини мішені з осадженням його на спеціальному накопичувальному екрані, який використовується для здійснення пробовідбору продуктів вибуху та їх подальшого вивчення.
Середня втрата маси мішені внаслідок її вибуху становить близько 3 мг. Так, для випадків свинцевої та срібної мішеней кількість речовини, що зазнала ядерного перетворення, становила приблизно 13 та 10 % від втрати маси мішені відповідно. Інакше висловлюючись, внаслідок одного вибуху ядерне перетворення зазнає близько 0,3÷0,4 мг речовини, або 3*1018÷ 6*1018 атомів.
Чи можливо, що поява "нових" хімічних елементів у продуктах вибуху, обложених на накопичувальному екрані, є не результатом ядерного переродження речовини мішені, підданої вибуховому стиску, а наслідком нестерильності умов проведення експерименту?
При визначенні кількості " чужорідних " атомів аналізувався не склад поверхневого шару накопичувального екрану, а склад всього накопичувального екрану, як до обробки його вибухом, так і після неї. Кількість " чужорідних " атомів, що з'явилися, визначалося як різниця кількостей неосновних хімічних елементів у двох зазначених вимірах. Використана процедура за своєю суттю була прямим виміром шуканої величини і була побудована так, що абсолютно виключала інтерпретацію факту збагачення поверхні накопичувального екрану як за рахунок забруднення поверхні на стадії його виготовлення і підготовки до експерименту, так і за рахунок процесу перерозподілу домішки з його обсягу.
Неважко також зрозуміти, що отримана кількість "сторонніх" атомів не могла і конденсуватися з залишкової атмосфери вакуумної камери установки, так як в ній при обсязі 0,7 дм3 і залишковому тиску близько 10-3 Па міститься не більше ніж 1*10-5 мг речовини (пари робочої рідини, розріджене повітря, вуглеводні тощо), що знову ж таки на чотири порядки нижче за зареєстровану величину.
Наведемо також оцінку кількості домішки, що адсорбується з атмосфери повітря поверхнями накопичувального екрану. Відомо, що при експозиції на повітрі на ювенільно чистих поверхнях твердих тіл утворюються адсорбовані з його атмосфери шари атомів, що містяться в ньому хімічних елементів (насамперед це вуглець, кисень і, в незначній мірі, азот). Виходячи з даних оже-електронної спектроскопії, можна зробити висновок, що їх товщина свідомо не перевищує двох моношарів атомів, так як інакше вони практично повністю екранували б оже-електрони, що виходять з речовини накопичувального екрана (підкладки), що насправді не має місця. Легко підрахувати, що в зазначеному наближенні кількість адсорбованої з атмосфери повітря домішки на обох сторонах накопичувального екрану в межах області, що аналізується, становить близько 5*10-5 мг, чи 0,6*10-4мас. %. З наведеної оцінки випливає, що склад, ні кількість атмосферної домішки не дають підстав пов'язувати походження виявлених атомів "сторонніх" хімічних елементів на накопичувальному екрані з процесами адсорбції з повітря.
Можна також помітити, що неоднорідність і симетрія розподілу "сторонніх" атомів на поверхні накопичувального екрану також не дозволяє пояснювати їх появу на ньому процесами адсорбції з залишкової атмосфери вакуумної камери, атмосфери повітря, або початковою забрудненістю поверхні накопичувального екрану, так як у цих випадках на поверхні екрана мало б формуватися більш-менш однорідний розподіл домішки.
Нарешті, в експериментах був відсутній перенесення речовини зі стінок корпусу експериментальної камери на накопичувальний екран, так як були вжиті технічні заходи для придушення рикошету речовини, що розлітається, мішені від стінок корпусу на екран. Про ефективність придушення зазначеного процесу свідчать як характер спрямованості бризок на накопичувальному екрані, так і відсутність помітної кореляції між складом продуктів вибуху на накопичувальному екрані та складом матеріалу стінок корпусу.
Інакше висловлюючись, результати дослідження продуктів вибуху мішені, осаджених на накопичувальному екрані свідчить про те, що атоми " сторонніх " хімічних елементів, які у них, є нічим іншим, як ядернопереродженим речовиною мішені.
Для цілого ряду хімічних елементів, обложених на накопичувальному екрані, зареєстровані відхилення ізотопного складу. Чи не є вони наслідком сепарації ізотопів у процесі розльоту речовини мішені?
Від зразка до зразка характер виявлених відхилень ізотопного складу певного хімічного елемента був різний, проте у межах одного зразка їх у першому наближенні можна вважати незмінним. Інакше кажучи, незалежно від місця реєстрації мас-спектру на поверхні зразка, що досліджується, аномальний ізотопний склад аналізованого хімічного елемента був приблизно однаковий, хоча в досліджуваних зразках були області з максимальним вмістом хімічного елемента, що має аномальний ізотопний склад. Зазначені збагачені області зазвичай знаходилися на відстані від центру зразка, що дорівнює приблизно половині його радіусу. Описаний характер розподілу ізотопів аналізованого хімічного елемента на поверхні зразка свідчить, що відхилення його ізотопного складу від природного не є наслідком сепарації ізотопів природного походження. У разі ефекту сепарації ізотопів спостерігалася явна залежність величини відхилення ізотопного складу від відстані між місцем аналізу на поверхні накопичувального екрану та його центром. До того ж можна додати, що з сферично-симетричному вибуху важко знайти механізми, які б забезпечити ефективну сепарацію ізотопів хімічного елемента.
Який відсоток успішних експериментів, що закінчуються ядерним переродженням речовини? Іншими словами, чи контролюємо декларований у Ваших експериментах процес, що самоорганізується, лавинної концентрації енергії в конденсованій речовині, чи завжди він закінчується колапсом?
Станом на 01.12.2003 процес відтворено в малій експериментальній установці 6000 разів. При 30-40% дрейфі енергетичних параметрів драйвера відтворюваність процесу практично дорівнює 100%. Розмір мішені визначається енергетикою процесу. Ми знаємо цю залежність, тому контролюємо його.
Яка інтенсивність та спектр випромінювання центральної точки колапсу. Чи завжди імплозія мішені супроводжується інтенсивним електромагнітним випромінюванням?
Вибух супроводжується надяскравим світловим та рентгенівським спалахом. Тривалість світлового спалаху - 80 нс, яскравість ~ 5,6*109Вт/(м2ср), енергія світлового спалаху 10-20 Дж. Радіус області, що світиться 1, 5 см. Тривалість рентгенівського спалаху - 12-16 нс, на фоні спалаху спостерігається ультракороткий (менше 1нс) сплеск яскравості ~ 1,7*1012 Вт/(м2ср ), рентгенівського випромінювання. Радіус випромінюючої області <250 мкм.
Що для вас стало найбільш переконливим свідченням протікання реакцій нуклеосинтезу у ваших експериментах?
Перебіг реакцій нуклеосинтезу підтверджується:
-систематичними дослідженнями в трекових детекторах треків частинок з енергіями від 10КэВ до 10МеВ із щільністю заповнення >108см2, а також унікальних трекових кластерів, що містять до 276 частинок, що вийшли з однієї точки (± 10 мкм) за час < 1нс;
-систематичним наглядом та дослідженням протягом чотирьох років продуктів нуклеосинтезу в кількостях до 5 мг на добу.
-встановленням та дослідженням залежності кривої поширеності утворених у процесі хімічних елементів від умов ініціювання та перебігу колапсу;
-Виявленням стабільних (в нормальних умовах) надважких ядер А > 300 а.е.м.;
-змінним у широких межах від експерименту до експерименту співвідношенням відносних концентрацій стабільних ізотопів практично всіх відомих хімічних елементів у продуктах вибухового ураження мішеней, а також – в елементах газової суміші залишкової атмосфери автономної вакуумованої реакційної камери після вибуху мішені;
-Наявністю в продуктах вибухового ураження мішеней елементів, відсутніх у вихідних матеріалах, у тому числі тих, маси ядер яких перевищують маси ядер вихідних елементів.
Що ви розумієте під терміном "лабораторна астрофізика"?
Термін "лабораторна астрофізика" часто використовується у фізиці високих енергій при обговоренні задач зіткнення важких ядер, а також у теоретичних роботах з моделювання астрофізичних процесів. Але в нашому контексті йдеться про реальне створення в лабораторних умовах у мікроскопічних обсягах речовини. (~1018-19 атомов) станів, притаманних астрофізичних об'єктів (білих карликів, нейтронних зірок тощо.). Досяжна щільність речовини >1026ядер/см3 при температурі надщільної плазми >10КэВ.
Де ви проводили експерименти з деактивації радіоактивних ізотопів?
Експерименти деактивації радіоактивних ізотопів виконувались за договором з Інститутом ядерних досліджень НАНУ за участю співробітників спеціалізованого відділу ІЯІ.
Ви вважаєте, що можливе порушення ядерних реакцій під впливом електронного пучка з енергією частинок до 1 МеВ?
Пряме збудження ядерних реакцій неможливе. Однак у розробленому та патентованому нами способі впливу на речовину пучок використовується як проміжний накопичувач та ущільнювач енергії, який ініціює лавинний самоорганізується процес стиснення речовини мішені. Реакції відбуваються у надстислий речовині мішені. Імпульс стиснення збуджується пучком у твердотільному концентраторі енергії. При цьому необхідна для ініціювання процесу енергія електронного пучка в десятки тисяч разів менша за "енергообіг" всього процесу. Джерелом енергії саморозвитку процесу та ядерних перетворень, що відбуваються в ньому, є колективне переродження ядер вихідної речовини мішені в нові стабільні, у тому числі і надважкі ядра, для яких інтегральна середньозважена енергія зв'язку на один нуклон перевищує енергію зв'язку вихідних ядер мішені.