Прогресс в исследовании реакций между легкими ядрами в

Рецензия
на проект LESI “Изучение реакций между легкими ядрами в астрофизической
области энергий”
Руководитель проекта: В.М. Быстрицкий
Рецензируемый проект посвящен актуальной проблеме изучения взаимодействия
малонуклонных систем pd, dd, d3He и 3Не4Не при ультранизких энергиях (2- 15 кэВ) с
использованием сильноточного Холловского ускорителя ионов(НИИЯФ,Томск). Следует
отметить, что в литературе существует достаточно скудная экспериментальная информация
о характеристиках данных процессов в указанной области энергий. Это обусловлено малыми
сечениями исследуемых процессов и достаточно низкой интенсивностью потоков
ускоренных заряженных частиц, получаемых с помощью классических ускорителей.
Поэтому, получение новых результатов в плане изучения ядерных реакций pd, dd, d3He и
3
Не4Не в области ультранизких энергий столкновения частиц во входном канале
представляет значительный интерес. Он обусловлен необходимостью разрешения целого
ряда проблем, существующих как в астрофизике, так и в области ядерной физики.
В результате выполнения проекта “LESI”
будет получена информация об
астрофизических S-факторах и эффективных сечениях pd, dd, d3 He и 3 Не4Не-реакций,
протекающих в мишенях из дейтерированного полиэтилена(CD2), тяжелой воды(D2O) и
в металлических мишенях, насыщенных дейтерием(TiD2 ,ZrD2,TaD). Это, в свою
очередь, позволит корректно описать картину изначального нуклеосинтеза и
нуклеосинтеза звезд, проверить справедливость стандартной модели в описании всей
совокупности процессов, происходящих на Солнце, а также определить потенциалы
электронного экранирования взаимодействующих ядер в .мишенях, указанных выше.
Найденные значения S-факторов и сечений pd, dd, d3He и 3Не4Не - реакций
необходимы также для достоверного анализа распространенности легких ядер в
веществе планет, Звезд и в Галактике. При анализе распространенности легких ядер
обнаруживается их недостаток (за исключением 4Не) по сравнению с тем, что следует
из предсказаний, основанных на теории термоядерных реакций и общепринятых
моделей звезд. Для объяснения этого явления обычно проводится модификация
моделей звезд. При этом, при экстраполяции ядерных сечений в астрофизическую
область энергий (~кэВ) предполагается отсутствие резонансов или какого -либо
аномального поведения сечений в этой области энергий. Не исключено, что сечения
ядерных реакций могут иметь в этой области энергий резонансный характер,
вследствие чего будет интенсивное выгорание легких элементов.
С точки зрения ядерной физики повышенный интерес к изучению свойств указанных
выше реакций обусловлен возможностью: проверки зарядовой симметрии в сильных
взаимодействиях в области ультранизких энергий; получения информации об обменных
мезонных токах; проверки корректности описания малонуклонных систем на основе
современных представлений о ядерном взаимодействии между составляющими ее
нуклонами; проверки существования новых низколежащих резонансов (или
слабосвязанных состояний) в малонуклонных системах или какого-либо другого
аномального поведения сечений в этой области энергий, например, вклад а от
подавленных компонент волновых функций; получения информации о величине
эффекта электронной экранировки взаимодействующих ядер, а также оценки масштаба
эффекта Оппенгеймера-Филлипса.
Существенным для проекта является его реализация на созданном авторами импульсном
источнике ионов с замкнутым холловским током, позволяющим ускорение в диапазоне 2-15
кэВ ионов плазмы H+, D+, 3He. С этим источником В.М. Быстрицкий с коллективом
выполнил успешные измерения сечений dd-реакции в интервале 2.2-6.2 кэВ и pd-реакции в
интервале 8-10 кэВ на мишенях CD2 и D2O. С учетом вышеотмеченных теоретических
аспектов естественным выглядит цель проекта – изучение реакций при ультранизких
энергиях на металлических мишенях (Ti, Ta, Zr, Mo), насыщенных дейтерием.
Учитывая научную актуальность, степень методической готовности, опыт коллектива и
небольшой объем запрашиваемых ресурсов, рекомендую принять проект к реализации.
Главный научный сотрудник ОИЯИ
Профессор В.Г. Калинников