О побочном событии в лабораторном эксперименте

Василий Голота

В исследовании частных приложений теории относительности экспериментальная физика значительно опережает теоретическую, которой все чаще приходится объяснять причины расхождения своих предсказаний с результатами практического опыта.

Такое взаимоотношение теории и эксперимента не может оставаться терпимым, как не может и длиться бесконечно, потому что экспериментальная физика ввергла человечество в ситуацию, при которой любой пуск современного ускорителя заряженных частиц может закончиться синтезом сверхтяжелого вещества, находящегося по отношению к ядерному оружию на более высоком уровне, чем атомная бомба в сравнении с каменным топором.

Курчатов и Оппенгеймер,  Сахаров и Теллер имели в своем распоряжении  десятилетия для осмысления результатов изобретения атомной и водородной бомб, мы же должны понять и правильно оценить сущность очередного изобретения до наступления события, под горизонтом которого свернется и исчезнет само понятие времени.

Более 50-ти лет продолжается напряженное  соревнование между лабораториями Дубны, Ливермора, Беркли и Дармштадта в синтезе тяжелых трансурановых элементов. Лаборатории развиваются, оснащаются мощной техникой и требуют новой сложной работы.

Нобелевский комитет выдал премию за создание нейтронного лазера, готовится расфасовка нейтронов по бутылкам с отражающими стенками, словно в лабораториях высоких энергий варится пиво. Соревнование лабораторий выходит за рамки задач прошлых лет (синтез СТЭ) и вплотную приближается к барьеру Великого объединения.

Качественный скачок в изучении атомного ядра назрел

Неблагоприятный прогноз основывается на том, что ядерная физика находится на острие научно-технического прогресса, а прогресс, как известно, неостановим. Экстраполяция темпов развития техники экспериментов на ближайшее будущее убеждает в неизбежности логически закономерного, хотя и непреднамеренного уничтожения единственной обитаемой планеты Солнечной системы. Это может случиться из-за так называемого деконфаймента во время синтеза сверхтяжелых ядер, а также во время генерации сверхплотных пучков нейтронов или при получении нейтронного вещества, т.е. макроскопического количества вещества с плотностью атомного ядра (2,8·1014г/см3).

Вольный или невольный, закономерный или случайный, ожидаемый или побочный деконфаймент или коллапс частицы земного вещества подготовлен материальной базой научных исследований и приходится лишь удивляться тому, что до сего дня еще не получен этот конечный продукт эволюции звезд. Следует ожидать, что синтезированный на Земле такой продукт начнет присоединять к себе вещество нашей планеты безостановочно. Во всяком случае, астрофизика не предполагает мирного сосуществования обычного молекулярного вещества и нейтронного, тем более – «чернодырочного».

Нужно также принимать во внимание известные предостережения  Бора,  Эйнштейна и  Харитона об опасности неуемного любопытства при изучении атомного ядра.

Оснований для беспокойства накопилось предостаточно

Первое. Научные журналы последних двух лет переполнены сообщениями о синтезе нейтронных экзотических и супердеформированных ядер, состоящих из нескольких протонов и большого числа нейтронов, а также о достижениях в области производства, накопления, хранения и перемещения ультрахолодных нейтронов (УХН) из сосуда в сосуд.

Ультрахолодные (медленные) нейтроны генерируются СВЗ (спектрометрами по времени замедления) импульсными пучками высокой плотности, в которых они летят очень медленно (менее 10м/с), благодаря чему резко (примерно в 10000 раз против показателя быстрых нейтронов) увеличивается сечение захвата их ядрами облучаемого вещества.

Качественный скачок в области производства сверхплотных пучков УХН (S=6·1015нейтрон/с) ожидается в момент пуска строящегося в Институте ядерных исследований РАН Большого СВЗ на базе линейного ускорителя протонов Московской мезонной фабрики. Масса используемого для получения УХН сверхчистого свинца (Pb=99,99%) на этом СВЗ составит более 100т. Аналогичные эксперименты проводятся по программе IREN на СВЗОИЯИ в Дубне, где плотность импульсного пучка нейтронов достигает 1·1015нейтрон/с при мощности 10кВт и частоте импульсов 150Гц.

Со времени открытия нейтрона  Чедвиком подмечено, что ядра первого десятка элементов периодической системы Менделеева содержат нейтронов столько же, сколько и протонов, а последнего – в 1,5 раза больше. При массовых числах химических элементов свыше 200а.е.м. протонообогащенные изотопы почти не встречаются, а кривая распространенности нейтроноизбыточных резко поднимается вверх и обрывается на краю диаграммы (Ю.Э.Пенионжкевич).

Слишком сильная зависимость содержания нейтронов в ядре от его атомной массы определенно предостерегает от деконфаймента. Эта зависимость предупреждает о существовании критического барьера, за которым ядра легких элементов будут самопроизвольно ассимилироваться компактной массой нейтронного (гиперонного) вещества.

Нейтроны любой энергии могут легко проникать в ядро, потому что им не нужно преодолевать барьер кулоновского отталкивания, следовательно, и ядра легких элементов будут беспрепятственно падать (аккрецироваться) на нейтронное вещество. Маломощная электронная оболочка легких ядер не защитит земное вещество от нейтронного коллапса, потому что релятивистскую скорость снаряда-ядра заменит масса ультрахолодной нейтронной мишени или капли, при этом сечение захвата перестанет иметь какое-либо значение.

Самопроизвольная аккреция молекулярного вещества на нейтронное может начаться как в момент генерации сверхплотного пучка на СВЗ, так и при попытке конденсации газообразных УХН в жидкую каплю. Имеются сведения о том, что нуклоны вообще и нейтроны – в частности, могут находиться в парообразном, твердом или жидком (Ферми-жидкость) состоянии, т.е. испытывать фазовые переходы. Какое из этих состояний находится ближе к цепной реакции деконфаймента и какая масса потребуется для самопроизвольной аккреции земного вещества на нейтронное – миллиарды тонн, или же достаточно 300...400 частиц, слитых или замороженных в одной капле, – лучше было бы подсчитать теоретически, чем испытать на практике.

Судя по тому, что при охлаждении нейтронов резко увеличивается сечение захвата, наиболее опасным состоянием следует считать конденсированное.

Аварии, пожары, взрывы

Во все времена и во всех лабораториях мира случались аварии, пожары, взрывы, бесконтрольные течения реакций и множество неприятных побочных эффектов, но возможный пожар земного вещества, если он вспыхнет в лаборатории какого-нибудь НИИ, загасить будет нечем. Поэтому естественное желание экспериментатора увеличить концентрацию УХН до десятков тысяч атомных масс, а в перспективе – до граммов и килограммов, при нынешнем состоянии лабораторной базы может в любой день и час легко осуществиться, как осуществлялось у множества ушедших в небытие иных миров.

Вручая государственные премии исследователям УХН, бывший Председатель Правительства РФ Е.М.Примаков обязался не пожалеть финансов для развития «прорывных» исследований и технологий.

Но «прорывы» появляются только в ослабленных зонах. Где тонко – там и рвется.

Настойчиво расковыривая ядро, можно проковырять его до «дырки». Тогда и случится такой «прорыв», какого не ожидает Примаков.

Опасность вероятного «прорыва» заключается не в самом атоме (ведь он такой маленький!), а в том огромном и могущественном, что за ним скрывается.

Другая сенсация 1999 года – синтез элемента №114 в Дубне, также указывает на превосходство лабораторного эксперимента над всем, что умеют делать звезды, даже сверхновые.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: курсовая работа по менеджменту, реферат на тему ресурсы.





1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата