פאזל הביקוע הגרעיני בן ה -40 נפתר

כאשר פורח בלון מנופח יתר על המידה, חלקיו עפים לכיוונים מנוגדים ומבצעים הישגים שונים באוויר. התהליך של ביקוע גרעיני, שבו גרעין מפוצל לשניים, מלווה בפליטה של ​​כמה נויטרונים, עובד באופן דומה. האנרגיה המשתחררת בתהליך מתבטאת לא רק בצורת אנרגיה קינטית של השברים שנוצרו, אלא גם בצורה של סיבוב וריגויי ליבה אחרים. אחת התופעות הנלוות היא פליטת קוונטת קרני גמאלא רק עודף האנרגיה הנוצרת, אלא גם מומנטום זוויתי בטל (כלומר מעכב סיבוב).

מקור תמונה: Pixabay

במערכת חלוקה, המומנטום הזוויתי הראשוני הוא כמעט אפס ומנגנון היווצרותו היה תעלומה שלא נחקרה בניסוי במשך למעלה מ -40 שנה. בפרט, לא היה ברור אם זה מתרחש לפני ביקוע גרעין האטום או אחריו? סדרת מדידות שבוצעה ב- Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJC) באורסיי, צרפת, הביאה לפיתרון פורץ דרך לשאלה זו. התוצאות שהתקבלו, שפורסמו בכתב העת Nature, הן תוצאה של שיתוף פעולה בין פיזיקאים מ -37 מרכזי מחקר (מ -16 מדינות), כולל הפקולטה לפיזיקה באוניברסיטת ורשה. מדעני המעבדה של IJC,

בשנת 2018 יותר מ -1.200 שעות מדידות עם קרן נויטרונים מהירה במערכת ALTO ממלאות תפקיד חשוב. ה נויטרונים להיתקל ביעדים המכילים חומרים בקיעים 238U או 232Th ולגרום לביקוע גרעיני. המחשוף הספונטני של 252Cf נחקר גם במדידה נוספת. קרינת הגמא המלווה בתגובות המחשוף נקבעה על ידי מערכת של כ- 200 גלאים מוּקלָט. ניתן היה לשחזר מפלי מעברים גרעיניים בכ- 30 שברי סדקים. תוצאות ניתוח המאפיינים של הקרינה הנפלטת הראו בבירור חוסר קרינה בכל המקרים שנבדקו מתאם בין המומנטום הזוויתי של השברים שנוצרו. משמעות הדבר היא שבניגוד לרוב דגמי המחשוף ששימשו בעבר, מקורות ה- מומנטום זוויתי מופרדים וזה חייב להתעורר לאחר הפיצול. בנוסף, אין העברת מידע בין השברים המיוצרים. התוצאות שהתקבלו אפשרו לנו להציע מנגנון שיפחית את ייצור המומנטום הזוויתי ב מַחשׂוֹף מתאר. היא מניחה שכאשר גרעין אטומי מתפצל, מתרחשת תחילה התכווצות ואז פיצול לשתי מערכות עצמאיות בעלות צורה מאורכת מאוד. המערכות החדשות נוטות להיות כדוריות, והאנרגיה הקשורה לעיוות הופכת לעירור של התוצאה גרעינים אטומיים מוטמע. המסלול המוצע של הפיצול מסביר את סטָטִיסטִי אופי ההצעות, באופן עצמאי לכל קטע. ניתן ליישם את התוצאות שהשיגו הפיזיקאים על הדוגמנות של כורים גרעיניים שבהם קרינת הגמא הנפלטת משברי סדקים והריבוי של אלה הם מרכיבים חשובים בהובלת חום. הם חשובים גם לתכנון ניסויים ליצירת אלמנטים חדשים כבדים ואקזוטיים גרעינים עם עודף גבוה של נויטרונים.