УСКОРИТЕЛЬ МНОГОЗАРЯДНЫХ ИОНОВ (ЦИКЛОТРОННЫЙ ТАНДЕМ). По мнению теоретиков, в далекой области трансурановых элементов с атомным номером ~ 110 и~126 могут существовать изотопы сравнительно более устойчивые, чем получаемые ныне короткоживущие сверхтяжелые элементы от 102 до 105. Для проникновения в эту область нужны не только мишени из тяжелых элементов, но и максимально ускоренные ядра тяжелых атомов.
Предполагается, что, например, элемент № 114 (аналог свинца) можно получить если бомбардировать мишень из трансуранового элемента кюрия (№ 96) ускоренными ядрами цинка (№ 30). Однако при этом, если происходит ядерная реакция слияния кюрия с аргоном, образуется составное ядро, в котором будет не хватать минимум десятка нейтронов, вследствие чего оно окажется неустойчивым и быстро распадется. При реакции же кюрия с цинком образуется ядро с достаточным количеством нейтронов, но тяжелые ядра атомов цинка передадут получившемуся ядру слишком много лишней энергии, оно распадется еще быстрее — разделится на осколки средней массы. Поэтому получить далекие трансурановые элементы удастся, видимо, все же скорее в результате реакции деления ядер, а не слияния.
Для этого ядра кюрия, плутония и урана придется бомбардировать значительно более тяжелыми ядрами атомов, чем ядра цинка. Тогда при распаде получившегося уже совсем тяжелого ядра образуются как раз нужные сверхтяжелые (трансурановые) осколки Например, при бомбардировке ядер атомов ксенона-129 на какое-то мгновение получится что-то вроде ядра элемента № 146 с массовым числом 367, которое тотчас же распадется на ядра более тяжелых трансурановых элемептов, чем удалось получить до сих пор. Возможно, среди них окажутся и ядра элемента N. 114 со
184 нейтронами, дающими надежду на его относительную устойчивость.
Для выполнения этой задачи требовалось «немного» — ускорить ядра очень тяжелых элементов, вроде ксенона, что было не под силу ни одному из существующих в мире ускорителей частиц. Однако ученые Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований в г. Дубне нашли остроумное решение этой задачи. Они спарили в одну установку (тандем) два ускорителя — циклотроны У-200 и У-300. Первоначально на большем из них многозарядные ионы ксенона (лишенные восьми внешних электронов) разгоняются до сравнительно небольшой энергии.
Энергия ускоренных ядер тем больше и тем легче их разгонять, чем больше у них отобрано электронов. Поэтому, попав через ионопровод в малый циклотрон, восьмизарядные ионы сразу же натыкаются на тонкую металлическую фольгу, пройдя сквозь которую они теряют еще по 20 электронов. Полученный пучок уже 28-зарядных ионов ксенона проходит второй цикл ускорения, приобретая энергию порядка 900 Мэв, для получения которой потребовался бы циклотрон гигантских размеров (см. Трансурановые элементы).