Slovenski raziskovalci del prebojnega eksperimenta jedrske fisije

Sodelovanje in projekti znanstvenikov iz različnih držav v zadnjih letih postajajo vse pomembnejši, njihova spoznanja pa na različne načine prelomna, so zapisali na inštitutu. Evropski center za raziskave z ioni in antiprotoni (Fair) je eden največjih projektov za temeljne raziskave na svetu. Približno 3000 znanstvenikov iz več kot 50 držav že sodeluje pri načrtovanju in izvedbi znanstvenega programa in eksperimentalnih objektov. V njem sodeluje trenutno devet polnopravnih članic, vključno s Slovenijo.

Trenutno poteka Faza 0, ki omogoča izvedbo fizikalnega programa in obenem izobraževanje in pripravo naslednje generacije znanstvenikov in inženirjev za Fair. V okviru Fair Faze 0 raziskovalnega programa so Jelena Vesić, Aleksandra Cvetinović, Tilen Brecelj in Isabela Tišma z Instituta Jožef Stefan sodelovali pri prebojnem eksperimentu jedrske fisije, ki je objavljen v reviji Nature.

Jedrska fisija oziroma cepitev jedra je proces, med katerim se jedro atoma močno deformira, preden se razdeli na dva fragmenta, ki sproščata energijo. Tradicionalno jo primerjamo z delitvijo tekoče kapljice, kar predstavlja dinamični razvoj sestavljenega jedra. Ta pogled se je razširil tudi na ključne mikroskopske strukturne učinke, ki so posledica kvantnega obnašanja. Kljub temu da so jih odkrili pred več kot 85 leti, zapleteno prepletanje makroskopskih in mikroskopskih učinkov predstavlja pomemben teoretični izziv, ki ga je še treba rešiti, so pojasnili.

"Merili smo porazdelitev fisijskih fragmentov po masah in nabojih, kar nam bo prineslo nove informacije o fisijskih mehanizmih, s čimer bomo lahko izboljšali teoretične modele jedrskih razpadov," so pojasnili v ekipi slovenskih raziskovalcev.

Velik potencial: iz teorije v prakso

Razumevanje porazdelitve nastalih delcev po cepitvi presega zgolj znanstveno radovednost, saj vpliva na proizvodnjo energije na Zemlji, varnost jedrskih reaktorjev in različne astrofizikalne pojave, so zapisali v sporočilu za javnost. "Poznavanje porazdelitve mase in naboja cepitvenih fragmentov je pomembno za ocenjevanje kritičnosti v jedrskih reaktorjih, saj lahko nekateri cepitveni fragmenti zajamejo nevtrone in prekinejo jedrsko verižno reakcijo," so navedli v inštitutu.

Raziskovalci so predstavili meritve porazdelitve naboja cepitvenih fragmentov za 100 eksotičnih cepitvenih sistemov, od katerih jih 75 še ni bilo izmerjenih, in vzpostavili povezavo med sub-svinčevo regijo s pomanjkanjem nevtronov in dobro razumljeno aktinidno regijo.

Pridobljeni nabor podatkov bo pomagal dodelati fisijske modele, ki jih uporabljajo za oceno lastnosti jeder z ekstremnimi razmerji med nevtroni in protoni, za katere eksperimentalni podatki niso na voljo, so zapisali na Institutu Jožef Stefan.