Переплыть пролив нестабильности, или немного о синтезе сверхтяжелых элементов

[the_blasted_one]

Иногда недосып включает фантазию. На фестивале науки появилась идея: использовать тритий для повышения доли нейтронов в ядре и устраивать столкновения достаточно часто, чтобы ядра-мишени набирали вес и не успевали распадаться. Звучит дико, требует многих столкновений в секунду, но можно ли справиться с удержанием и теплоотводом в микромасштабе?

Comments

[vashu11]

Есть риск что тугоплавкие элементы просто сконденсируются на боковых стенках пузыря вне фокуса, нэ?

-

И как фокусировать такой пучок? Электростатической линзой с напряжением порядка мегавольта? Насколько я понимаю при

таких напряжениях у нас внутри линзы будут эмиссированные электроны, сомневаюсь что они позволят фокус порядка десятков нм.

-

Ну и за Ливерморий-Оганесон с их короткими периодами распада мы так проскочить не надеемся, верно?

[the_blasted_one]

Ионные пучки умеют фокусировать электростатическими линзами в единицы нанометров, и на этом основана замечательная технология focused ion beam. Такими пучками можно буквально фрезеровать алмазные шестеренки с нанометровым разрешением) Но там гораздо меньше и токи, и энергии. Поднять энергию вроде как не трудно, десяток МэВ - это даже еще не синхротрон и не циклотрон, а хороший Ван-Де-Грааф и электростатика. С токами сложнее. Разгонный генератор легко потянет, источник - не факт. Тут похоже на классическую оптику, для фокуса в столько-то нанометров нужен источник ионов с не большей расходимостью, а имеющиеся не очень дружат с большими токами. Галлиевый вряд ли, плазменный с лазерным охлаждением ионов (для уменьшения их разброса по боковым скоростям и энергиям) - наверное, допилить можно. Еще может помешать объемный заряд на подлете к фокусу, но тут конический пучок тоже спасает. В мишени экранируют электроны металла, над ней ширина пучка еще достаточно большая. На десятках микрометров объемный заряд - точно не проблема. В общем,

[the_blasted_one]

У трития есть еще другая фишка, он может передавать ядрам протоны при попаданиях в легкие ядра, а нейтроны летят дальше и почти по прямой. Получаем некоторый расфокус, зато минус всё тепловыделение от рассеяния на электронах - а это порядка три. С дейтерием так уже пробовали, но я не оч понимаю, какой именно там расфокус, а прикинуть уже не могу) Зато схема тут еще красивее получается - ставим фольгу на некотором расстоянии от мишени, или даже протягиваем ленту, чтобы грызло не в одном и том же месте. Дальше отклоняем остаточные ионы электростатикой, чтобы на мишень летели только нейтроны... Интуиция говорит, что расфокус будет большой и масштаб должен быть тоже порядка на два-три больше, но геометрия может остаться примерно такой же. И это тянет на промышленное производство СТЭ по миллиграммам за синтез, плюс-минус тоже пару порядков)))

С дейтерием так уже пробовали, но те источники, которые я видел - наметки. Не ясны ни ограничения, ни перспективы. Даже про расфокус ни очень понятно, хотя похоже есть, куда стремиться

[vashu11]

Если бы от чистых нейтронов был прок, их бы использовали. Для них и
волноводы есть и в сосудах копить можно - а сужающимися волноводами
концентрировать.

britannica:

> successive $ neutron capture$  resulting from the $ continuous$  intensive irradiation with slow (low-energy) neutrons of an actinoid target. The sequence of $ nuclides$

that can be synthesized in nuclear reactors by this process is shown in

the figure, in which the light line indicates the principal path of

neutron capture (horizontal arrows) and negative beta-particle decay (up

arrows) that results in successively heavier elements and higher atomic

numbers. (Down arrows represent electron-capture decay.) The heavier

lines show subsidiary paths that augment the major path. The major path

terminates at $ fermium-257$ , because the short half-life of the next $ fermium$  isotope (fermium-258)-for $ radioactive decay$  by $ spontaneous fission$  (370 microseconds)-precludes its production and the production of isotopes of elements beyond fermium by this means.

[the_blasted_one]

В волноводах холодные, и они только под скользящим углом отражаются, как рентген. А в сосудах только ультрахолодные, и это милликельвины. Хотя вроде они отражаются от вакуумного масла, то есть стенка может быть горячей как минимум некоторое время. Но с концентрацией и временем удержания все равно проблемы. Как я понимаю, нельзя так просто взять и напустить нейтронов в цилиндр или пузырь и сжать его этак в миллион раз, даже в тысячу) Если теплообмена со стенками нету, нейтроны будут греться по адиабате. После первой пары порядков перестанут быть ультрахолодными и просочатся сквозь стенки) Если теплообмен есть, то от стенок же и нагреются. Сами по себе нейтроны чертовски сложно концентрировать, даже по сравнению с рентгеном. (да, идея с нейтронами от трития, летящими туда же, куда летело ядро, скорее всего, не прокатит - там расходимость дикая