Ebben a bejegyzésben röviden összefoglalom az elmúlt években elért kutatási eredményeinket és azokat fontos körülményeket, melyek az új, "foton-indukált hasadás vizsgálata" című kutatási projektünk elindításához vezetett.
Speciális körülmények alatt az atommagban az anyag eloszlása néha a göbszerűtől jelentősen eltérő, különleges alakot is felvehet: például tengelyszimmetrikus forgási ellipszoid alakot, ahol a nagy- és kistengely aránya 2:1, vagy még inkább megnyúlt, 3:1 aránnyal. Sőt, előfordulhat az is, hogy az atommag alakja egy körte alakjára hasonlít leginkább! Az ilyen atommagokat szuper- illetve hiperdeformált magoknak nevezzük, utalva a magok egzotikus alakjára, deformációjára.
Napjaink atommag-szerkezet kutatásának egyik legizgalmasabb témája az
egzotikus deformációval rendelkező atommagok vizsgálata. Szuperdeformált magokat már a hatvanas években is megfigyeltek (és azóta is tanulmányozzák tulajdonságaikat), azonban a hiperdeformált magok vizsgálata komoly kísérleti nehézségekbe, technológiai akadályokba ütközött, így közvetlen megfigyelésük, a szuperdeformált atommagok vizsgálatánál alkalmazott módszerekkel, még várat magára...
A hiperdeformált atommag-állapotok megfigyelését és tulajdonságainak vizsgálatát az MTA Atomki Kísérleti Magfizika Osztálya (karöltve a Müncheni Egyetem kutatócsoportjával) egy egészen különleges technikával kísérlete meg sikeresen: a hasadási rezonanciák vizsgálatával. Hasadó atommagok hasadásának valószínűségét vizsgálva azok "hőmérsékeltének" (gerjesztési energiájának) függvényében azt tapasztalhatjuk, hogy bizonyos hőmérsékleteknél a hasadó mag sokkal "jobban szeret" hasadni, mint kicsivel alacsonyabb, vagy kicsivel magasabb hőmérsékleten: egy csúcs figyelhető meg a hasadási valószínűség-hőmérséklet grafikonban, egy rezonancia. Ez a rezonancia pontosan egy ilyen nagyon erősen deformált állapot jelenlétére utal!
Egy deformált atommagnak azonban foroghat is, aminek van egy nagyon fontos következménye számunkra. A különböző sebességű forgáshoz tartozó rezonanciák feltérképezésével ugyanis meg tudjuk határozni az atommag tehetetlenségi nyomatékát, ami egyértelműen utal az atommag alakjára, deformációjára!
A fenti módszert alkalmazva egy sok
kísérletből álló kísérlet-sorozatot kezdtünk meg a nehéz (pontosabban
aktinida) magok extrém deformációval rendelkező atommag állapotainak
vizsgálatára. Kísérleteinek a debreceni Atommagkutató Intézet ciklotron
laboratóriumában, illetve a müncheni Ludwig-Maximilians-Egyetem
Tandem-laboratóriumában végeztük. A kísérletekben tehát aktinidák (pl.
urán, tórium, protaktínium, neptúnium) hasadási valószínűségének
gerjesztési energiától való függését határoztuk meg, melyhez nagy
energiára felgyorsított töltött-részecskék használtunk az
atommag-reakciók létrehozására illetve a hasadás indukálására. A hasadó
mag hőmérsékletét nagy pontosággal meg tudtuk mérni egy speciális, nagy
mágneses teret kialakító eszközzel (mágneses spektrográf), melyhez
persze azt is meg kellett tudnunk mondani, hogy mikor történt egy
hasadás. Ezt a hasadás során keletkezett hasadványok észlelésével tudtuk
megtenni. A hasadványok nagy hatásfokú, ráadásul pozíció érzékeny
észlelését saját magunk által kifejlesztett és épített eszközökkel
végeztük. Ezen kísérletek eredményeként a világon először sikerült
kimutatnunk hiperdeformált atommag állapotokat az urán és protaktínium
atommagokban!
A következő blogbejegyzésben bemutatom miért is érdekes és fontos felgyorsított töltött részecskék helyett nagyenergiás fotonokkal végezni a fenti vizsgálatokat.
(A bejegyzésben bemutatott kísérleti programunkról az Olvasó a következő Fizika Szemle cikkben tájékozódhat részletesebben: Fizika Szemle 2004/05 )
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése