A prototípus kísérlet

A korábban említett romániai ELI-NP berendezés jelenleg építés alatt áll, a kivitelezés elején tartanak, azonban hasonló berendezés már működik, például az Egyesült Államokban is. Ilyen a HIγS berendezés (Duke Egyetem, USA), melynek Compton-visszaszórt γ-nyalábja kiváló lehetőséget biztosított számunkra kísérleti programunk elkezdéséhez, a prototípus kísérlet elvégzéséhez és a fotohasadás-technológia kifejlesztéséhez is, hiszen korábban hasonló technológiával nem találkoztunk. 2012-ben magyar-amerikai-német-román együttműködésben sikeres kísérletet végeztünk a HIγS berendezésnél, mely során a ²³⁸U fotohasadási hatáskeresztmetszetét mértük meg a γ energia függvényében egy nagy hatásfokú, eredetileg fékezési sugárzás alkalamzásához optimalizált PPAC detektorrendszerrel (lásd fénykép). 
 

A HIGS kísérletben használt, 23 darab urán-oxid céltárgyat tartalmazó PPAC detektor

A nagy nyalábintenzitás segítségével sikerült a hasadási gát paramétereinek meghatározásánál döntő fontosságú mélyen gátalatti energiatartományban is megmérnünk a hatáskeresztmetszetet, így kiterjeszteni a kísérletileg ismert hatáskeresztmetszet adatokat 2 nagyságrenddel kisebb értékekre. A kísérlet eredményét az alábbi ábrán foglalom össze: a korábban ismert adatokat háromszöggel, míg az kísérletünk eredményét négyzettel jelöltem.

 

A 238-as uránizotóp fotohasadásának hatáskeresztmetszete és reakciómodellel történő értelmezése

A hagyományos, töltött-részecske nyalábokkal végzett kísérleteinkhez hasonlóan ebben az esetben is reakciókód számítások segítségével határoztuk meg a hasadási gát paramétereit. Az ábrán szaggatott vonallal olyan számítások eredménye látható, melyekben nem vettünk figyelembe harmadik potenciálvölgyet, a reakciómodellt kétvölgyes hasadási gátra korlátoztuk, míg a folytonos vonallal jelölt számításnál háromvölgyes hasadási gáttal számoltunk. Eredményeink azt jelzik, hogy a ²³⁸U mag is háromvölgyes potenciálfelülettel rendelkezik, ahogy azt az elméleti előrejelzések is sugallták. Érdekes (és fontos) volna még alacsonyabb energiákon megmérni a hatáskeresztmetszetet a nyíllal jelzett foton energia közelében, ahol egy megjelenő rezonancia a modellünk helyességét egyértelműen igazolni tudná. Ezt a mérést azoban már csak az új ELI-NP berendezésnél lehet majd elvégezni...