Лазер долучили до алхімії

Лазер

Лазер

За проблему трансмутації (перетворення елементів) взялися фахівці-лазерщікі. З допомогою лазерного імпульсу їм вдалося перетворити ізотоп з періодом напіврозпаду 15.7 млн. років у більш легкий ізотоп з періодом напіврозпаду 25 хв.

Перетворення елементів або трансмутація – завдання, яку намагалися вирішити ще середньовічні алхіміки. Свідоцтва успіху тих спроб збереглися в художніх творах. Проте, як вчить життя, жодна проблема не вмирає назавжди. Правда, колишні “трансмутаторы”, перш за все, прагнули отримати золото, вважаючи, що інші проблеми після цього як-небудь зважаться. Сьогодні ми розуміємо, що не все так просто.

Основна проблема людства – енергетична – у найближчі десятиліття не може бути вирішена без використання ядерної енергетики, а вона, в свою чергу, сама стикається з серйозною проблемою – накопиченням та утилізацією відходів, які залишаються радіоактивними протягом мільйонів років. Один із запропонованих підходів до проблеми включає бомбардування відходів нейтронами, щоб прискорити розпад довгоіснуючих ізотопів у ізотопи з малими періодами напіврозпаду. Нещодавно фізики з Великобританії і Німеччини продемонстрували новий, “лазерний” підхід до “трансмутації”, перетворивши йод 129, має період напіврозпаду 15.7 млн. років, йод 128. Останній має період напіврозпаду 25 хв.

Таке повідомлення не може не викликати природного скепсису у людей, не знайомих з останніми результатами в області розробки і застосування надпотужних лазерів. А результати тут вражають. Згідно з новими даними, при щільності потужності лазерного випромінювання на мішені порядку 1018 Вт/см2 (які були отримані ще в середині 90-х) електрони розганяються електричним полем світлової хвилі до релятивістських швидкостей, так що їх маса збільшується порівняно з масою спокою на три порядки! При таких прискорювальних можливостях нічого таємничого або надприродного в “трансмутації під дією світла” вже не залишається.

Як науковий напрямок, “лазерна ядерна фізика” виникла в 1999 році, коли Кен Лединхэм (Ken Ledingham, University of Strathclyde) з Глазго з співробітниками і незалежна команда з Національної Лабораторії Лоуренс Лівермор (Lawrence Livermore National Laboratory) вперше спостерігали індукований лазерним випромінюванням розпад урану і ряд інших ядерних реакцій. За рік до цього інша група з Університету Фрідріха Шиллера (Friedrich Schiller University) в Єні (Німеччина) змогла виявити розподіл урану 238и торію 232, використовуючи набагато менш потужний лазер “настільного класу”. Група в Єні також спостерігала трансмутацию йоду 129 на своїй установці. Кен Лединхэм і його колеги висвітлювали тонку золоту мішень імпульсом суперлазера VULCAN, побудованого в Лабораторії Резерфорда в Оксфорді (Rutherford Appleton Laboratory in Oxfordshire).

Сконцентрований лазерний промінь ионизировал золоту мішень до стану плазмового хмари розганяв електрони плазми до релятивістських енергій. Розігнані електрони вибивали з золотою мішені вторинні гамма-промені, а вже гамма-кванти, у свою чергу, вибивали нейтрони з йоду 129, поміщеного за золотий мішенню, і перетворювали його в йод 128. За оцінкою авторів роботи, кожен лазерний імпульс дозволяв отримати близько трьох мільйонів ядер йоду 128. “Вперше показано, – заявив Лединхэм – що ми можемо здійснювати трансмутацию ізотопів з допомогою лазерів. Залишилося розвинути наші методи до масштабів, порівнянних з кількістю очікуваних ядерних відходів в майбутньому. Адже, лазерна трансмутація – відносно недорогий і досить ефективний метод утилізації ядерних відходів”.

Важко передбачити, наскільки корисним може виявитися запропонований спосіб утилізації радіоактивних відходів. Більш реальною видається спроба з допомогою лазерних технологій управляти ланцюгами ядерних перетворень і більш ефективно отримувати дорогі ізотопи, наприклад, необхідні в медицині. Не виключено, що ці результати допоможуть осмислення результатів досліджень з так званого “холодного термоядерного синтезу”.

Поділитися новиною з друзями в соціальних мережах:



Залишити коментар