Реакции в звездах и первичном термоядерном синтезе при астрофизических энергиях

Идея проекта

Представляемый Проект посвящен попытке дальнейшего выяснения механизмов термоядерных процессов, где бы они ни протекали – в первичном нуклеосинтезе Вселенной, на Солнце и звездах или в установках искусственного термоядерного синтеза. На основе единой концепции будут выполнены теоретические расчеты, целью которых является объяснение поведения основной характеристики любой термоядерной реакции – полного сечения и скорости реакции для некоторых процессов. Понимание этого механизма позволит выполнять в будущем расчеты полных сечений и скоростей реакций в процессах управляемого термоядерного синтеза. Все разрабатываемые методы и результаты Проекта непосредственно применимы к объяснению основных характеристик процессов искусственного, управляемого термоядерного синтеза и пониманию общих закономерностей таких процессов.

Цель проекта

Целью данного проекта является разработка единых методов расчета скоростей термоядерных реакций, проходящих в звездах, первичном нуклеосинтезе Вселенной и управляемом термоядерном синтезе, а также возможное исследование этих реакций радиационного захвата на различных легких ядрах при тестировании термоядерной плазмы реактора.

Проблемы, на исследование которых направлен проект

В этом Проекте выясняются механизмы термоядерных реакций где бы они ни протекали – в первичном нуклеосинтезе Вселенной, на Солнце и звездах или в установках искусственного термоядерного синтеза. На основе модифицированной потенциальной кластерной модели (МПКМ) будут выполнены теоретические вычисления, целью которых является объяснение основных характеристик любой термоядерной реакции – полного сечения или астрофизического S-фактора, а также скорости реакции. Такие теоретические исследования также важны для понимания механизмов протекания процессов термоядерного синтеза в искусственных термоядерных реакторах.
На основе единой модели будут выполнены теоретические расчеты, целью которых является объяснение поведения основной характеристики термоядерной реакции – ее скорости. Скорости реакций радиационного захвата нуклонов на легких ядрах являются неотъемлемой «входной» информацией для расчетов макроскопических характеристик процессов, протекающих в звездной и межзвездной плазме, а также на ранней стадии развития Вселенной.
Анализ подобных явлений позволяет осуществлять расчет скоростей термоядерных реакций, происходящих в процессах управляемого термоядерного синтеза. Значимость проекта в национальном и международном масштабе определяется тем, что данный проект решает проблемы управляемого термоядерного синтеза, что само по себе важно для национальной экономики и энергетики. Теоретическое понимание процессов, проходящих в термоядерном реакторе является важным шагом на пути научного прогресса.

Основные подходы к проведению исследований

Новизна данных исследований термоядерных процессов типа радиационного захвата на Солнце и звездах, в первичном нуклеосинтезе Вселенной заключается в применении одного из самых современных подходов для изучения ядерных или термоядерных процессов. Такой подход заключается в использовании для расчетов характеристик реакций в МПКМ легких атомных ядер с классификацией орбитальных состояний по схемам Юнга и запрещенными в некоторых случаях состояниями (ЗС) кластеров. Детальные и систематические расчеты астрофизических характеристик термоядерных реакций в такой модели являются новыми и перспективными, а направление работ исключительно актуальным.

Ожидаемые результаты

В качестве ожидаемых результатов планируется получение новых теоретических расчетов скоростей термоядерных реакций в звездах и первичном нуклеосинтезе Вселенной для процессов радиационного захвата p + ²H -> ³He + g, n + ²H -> ³H + g, p + ¹⁴N -> ¹⁵O + g, p + ⁷Be -> ⁸B + g, ³H + ³He -> ⁶Li + g, сравнения их с данными других авторов и результаты аппроксимации их несложными функциями.

Участники проекта

1 Научный руководитель Джазаиров-Кахраманов Альберт Вейсалович
2 Исполнитель Дубовиченко Сергей Борисович
3 Исполнитель Буркова Наталья Александровна
4 Исполнитель Бейсенов Бекмұрза Уласбекұлы
5 Исполнитель Ткаченко Алеся Сергеевна

Публикации

1 Dubovichenko S.B., Dzhazairov-Kakhramanov A.V., Shmygaleva T.A. Reaction rate of the radiative p13N capture // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Fizika. – 2021. – V.64. – No. 6. – P. 3. IF=0.625, Q3 USA.