Версия для печати
Вернуться к списку

МАГИЯ ОСТРОВОВ СТАБИЛЬНОСТИ.

АРХИТЕКТУРА ЯДЕРНОЙ МАТЕРИИ

ЮРИЙ Цолакович Оганесян вовсе не собирался становиться физиком, а мечтал о карьере зодчего, приехав из Ростова-на-Дону поступать в МАРХИ. Но, чтобы потренироваться в сдаче экзаменов, он прошел всю абитуру в МИФИ и был зачислен на первый курс. В архитектурный институт он тоже поступил. Однако выяснилось, что в инженерно-физическом его документы ушли на проверку в КГБ и вернутся не скоро. "Я, даже будучи сотрудником Лаборатории ядерных реакций, все время сомневался, а не переквалифицироваться ли мне в переводчика или не пойти ли учиться на кинематографиста. Но та атмосфера, которую создал в лаборатории Флеров, была настолько уникальной и творческой, что я остался". Трудно сказать, кому больше повезло - отечественной науке или Оганесяну, но он явно оказался в нужное время в нужном месте. Потому что его взгляд на мир - взгляд архитектора и зодчего - преломился в ядерной физике "строительством" новых химических элементов.

Его потребность все создавать самостоятельно воплощается даже в монструозных ускорителях-циклотронах, на которых в Лаборатории ядерных реакций проводят эксперименты. "Мы же лучше знаем, что нам нужно для получения того или иного элемента, какими должны быть источник ионов, размер магнита и сила тока, чтобы синхронизировать движение частиц с электронным полем", - пытается объяснить работу огромного циклотрона У-400М Юрий Оганесян, лавируя между трубками, насосами, вакуумными камерами, магнитом, ускорителем и регистратором частиц.

Точно так же ученый хотел поступить с понадобившимся ему масс-анализатором, который не просто синтезировал бы атомы трансурановых элементов, но идентифицировал их массы, а также особенности распада. Проект создавали, призвав на помощь специалистов ленинградского Института точной механики и оптики. Нужно было заложить высочайшую точность траектории движения частиц, чтобы отклонение составляло не более 1 микрона. "А изготовление прибора я мог доверить только лучшей фирме на свете - Danfisik из Дании. Но там мне назвали конечную стоимость затеи, которая составила миллион долларов, - вспоминает Оганесян. - Мне пришлось идти к губернатору Московской области Громову. Я сказал ему: "Мы создали новые химические элементы. Но для подтверждения нашего эксперимента его нужно повторить в другой лаборатории. А такой в мире не существует. То ли ждать, когда появится, то ли сделать ее самим". Громов - военный человек, он не привык ждать. Короче, миллион мы получили и пообещали назвать прибор в его честь. Поскольку масс-спектрометр имеет в английском варианте аббревиатуру MASHA, то в шутку мы называем его Маша Громова". "Она" и вправду очень женственная по сравнению с прежними дубнинскими ускорителями - маленькая, компактная, посверкивающая никелированными трубочками, проводочками, ручками, кнопочками... Ею можно просто любоваться, не задумываясь о значении, которое этот прибор сыграл в синтезе и регистрации совершенно новых и уникальных химических элементов, существование которых разрушает прежние научные представления.

ДОПЛЫТЬ ДО ОСТРОВА

ТАК ЧТО ЖЕ происходит в этих ускорителях-циклотронах? По сути дела - ядерная реакция, при которой к атомному ядру добавляются нейтроны до тех пор, пока оно не перестает принимать их. Рано или поздно наступит предел существования ядра, перегруженного нейтронами. Но ученые давно предполагали, что есть ядро, которое обеспечивается магическим числом составляющих его протонов и нейтронов. У него ядерная оболочка получается максимально заполненной, а сам химический элемент - стабильным. Они также допустили, что есть некие "острова стабильности", то есть целые группы элементов, которых нет на Земле, но которые можно синтезировать искусственно, и они не будут распадаться.

Вообще-то в Дубне было создано множество трансурановых элементов. А 105-му Международный союз по чистой и прикладной химии даже присвоил имя "Дубний" в знак признания ключевой роли Лаборатории ядерных реакций в их разработке. Но настоящая битва развернулась за очередной "остров стабильности" - со 114-го по 126-й элемент. Соревновались в основном наши дубнинцы и американцы из лаборатории в Беркли. Руководил работой Виктор Нинов, американец болгарского происхождения, который объявил в 1999 году о синтезе нового стабильного элемента с порядковым номером 118. Элемент был не очень устойчив и распадался до образования 116-го элемента, а тот - до 114-го. Это позволило ученым Беркли заявить об открытии целого семейства новых элементов. Но тут удача отвернулась от Нинова: опыт не был подтвержден ни в одной лаборатории мира, его сослуживцы тут же выявили фальсификации в работе ученого, а сам он был вынужден уволиться. Надо сказать, что на его фоне эксперимент россиян заметно выиграл в глазах мирового научного сообщества, тем более что наш 118-й, как, впрочем, и все остальные начиная со 112-го были получены позже в других научных институтах. А 114-й элемент даже прошел проверку в химлаборатории. Это очень важно, поскольку химический результат, в отличие от физического, однозначен.

НАГРАДА ЗА ТРУДЫ

ЭКСПЕРИМЕНТЫ в Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ имеют значение для теории и практики науки. В первую очередь они показали, что наши представления о мироздании отнюдь не совершенны. Например, сверхтяжелые элементы могли когда-то присутствовать на Земле, но исчезли, поскольку период их полного распада составлял менее 4, 5 млрд. лет, то есть возраста нашей планеты. "Теперь мы можем начать реконструировать химический состав космических объектов на ранних этапах существования Вселенной, - поясняет нынешний директор Лаборатории ядерных реакций Сергей Дмитриев.

Но столь затратные эксперименты не получили бы финансовой подпитки, если бы не имели практического применения. Например, с помощью обработки металлической поверхности тяжелыми ионами исследователи ЛЯР научились менять ее свойства. Прочность материала возрастает в два-три раза, а теплопроводность - в пять раз. Обработанные таким способом отопительные батареи и котлы отдают все тепло наружу, а внутри перегоняют практически холодную воду. Кроме того, тяжелые ионы используются ЛЯР в нанотехнологиях, о которых теперь много разговоров в связи с посещением Путина РНЦ "Курчатовский институт" и назначением этого научного центра головной организацией в исполнении федеральной целевой программы развития наноиндустрии. В Лаборатории ядерных реакций научились "дырявить" специальную полиэтиленовую пленку ионами сверхтяжелых элементов и получать так называемые трековые мембраны. Под потоком ионов в пленке образуется до 100 млн. отверстий на 1 кв. см, причем размер отверстий - это как раз наноуровень - 0, 02-10 микрометров. С помощью такого фильтра можно разделить по размеру все что угодно, даже бактерии и вирусы, что уже используется в производстве вакцин. "А если применять наши мембраны в качестве водных фильтров, то вы спокойно можете воспользоваться любым водоемом, даже лужей, даже следом козьего копытца. После такого фильтра вода станет совершенно чистой", - утверждает Сергей Дмитриев. Слабо проверить на себе силу научной мысли и не стать козленочком?