Физики Южного федерального университета совместно со специалистами Харьковского физико-технического института провели ряд экспериментов и исследовали образование радиоактивного изотопа бериллия-7 в атмосфере в рамках работ по гранту Российского фонда фундаментальных исследований.
Изотоп бериллия-7 оказывает сильное воздействие на внутреннее облучение организма. Этот радиоактивный изотоп имеет космогенное происхождение, то есть, образуется при ядерных реакциях, которые вызывают космические лучи, попадающие в атмосферу. Так как у изотопа бериллия-7 период полураспада маленький - чуть больше 50 суток - и, следовательно, изотоп достаточно активный, важно знать механизмы его образования в атмосфере. До недавнего времени считалось, что основным процессом возникновения этих радионуклидов являются, так называемые, реакции скалывания, когда протоны и нейтроны взаимодействуют с ядрами азота и кислорода, в результате чего образуется бериллий-7.
- Мы занимались изучением фотоядерных реакций, которые происходят при поглощении гамма-квантов (фотонов большой энергии) ядрами атомов и не нашли никаких данных по фотоядерным реакциям на азоте с образованием бериллия-7. Тогда и появилась цель произвести соответствующие исследования, - поясняет Вячеслав Малышевский.
Все измерения ученые ЮФУ проводили на установках в Харьковском физико-техническом институте. Затем, зная вероятность процессов или их сечения, физики смоделировали на компьютерах образование радиоизотопа бериллия-7 в атмосфере под действием гамма-квантов. Впервые было показано, что вкладом этого механизма в общий баланс радиоизотопа бериллий-7 нельзя пренебрегать.
Радиоизотоп бериллия-7 иногда используют для прогнозирования погоды, так как, наблюдая изменение концентрации изотопа, можно определить промежуток времени от начала движения воздушных масс. Реже бериллий-7 применяется в других исследованиях, например, химики могут использовать его в качестве радиоактивного индикатора, а биологи - при изучении возможностей борьбы с токсичностью самого бериллия.
В Южном федеральном университете много лет занимаются исследованиями содержания этого космогенного изотопа в приповерхностном слое атмосферы Земли.
- На крыше физического факультета находится аспирационная станция, которая работает в круглосуточном режиме. Она прокачивает воздух через специальные фильтры, которые потом закладываются в спектрометрическую установку. Так мы изучаем содержание целого набора радиоактивных изотопов в атмосфере, - рассказал Вячеслав Малышевский, декан физического факультета ЮФУ
Результаты совместных исследований были опубликованы в журналах Physical Review C и «Ядерная физика». Модератор ядерной базы данных EXFOR Международного агентства по атомной энергии обратился с просьбой предоставить исследования ученых Южного федерального университета для внесения в базу данных. База данных по ядерным реакциям EXFOR (EXchangeFORmat) насчитывает более 250 тысяч работ и 2 миллионов наборов данных по ядерным реакциям для фундаментальных и прикладных исследований в области ядерной физики.
Алина Савицкая
