Ruská korporace pro atomovou energii Rosatom dodala germanium 76 pro druhou fázi mezinárodního vědeckého projektu GERDA, který zkoumá tzv. bezneutrinový dvojitý rozpad beta. Experiment probíhající v Itálii zkoumá jev, který je v rozporu se Standardním modelem částicové fyziky, takže by díky němu mohli vědci vstoupit na pole nové fyziky, která by jim umožnila popsat i ty nejranější fáze vývoje našeho vesmíru.
Pátrání po bezneutrinovém dvojitém rozpadu beta je v současnosti jedním z hlavních témat ve fyzice elementárních částic. Tento směr získal pozornost veřejnosti v roce 2015, kdy byla udělena Nobelova cena za objev oscilací neutrin.
Experiment GERDA
Ve světě probíhá několik experimentů, které zkoumají tento jev a používají k tomu detektory z různých materiálů, včetně experimentu GERDA s detektory z vysoce čistého germania (odtud také pochází jeho název: GERmanium Detector Array). Pro tento experiment je nezbytné použít izotop germanium 76, který však představuje jen 7,6 % přírodního germania. Vědci požadovali germanium o velmi vysoké chemické čistotě a s 86% obsahem izotopu germanium 76.
Obohacování germania 76 provádí jediný podnik na světě, a to Elektrochimičeskij zavod (ECHZ) sídlící v Krasnojarské oblasti na Sibiři. Tento podnik patří do společnosti TVEL, která tvoří palivovou divizi Rosatomu. Obohacené germanium bylo dodáno do německého výzkumného ústavu Max Planck Institute for Nuclear Physics v Heidelbergu, který jej dále zpracovává do podoby detektorů. Tento ústav vede konsorcium německých technických univerzit z Mnichova, Tübingenu a Drážďan, které je financováno Spolkovým ministerstvem pro vzdělávání a výzkum.
Během první fáze experimentu GERDA sice nedošlo k pozorování bezneutrinového dvojitého rozpadu beta, ale podařilo se získat slibná data. Nyní mezinárodní tým vědců připravuje v italském výzkumném ústavu Laboratori Nazionali del Gran Sasso druhou fázi projektu, která bude používat podstatně citlivější zařízení.
Pokud se během experimentu podaří pozorovat bezneutrinový dvojitý rozpad beta, což je velmi vzácný jev, bude to znamenat, že neutrino a antineutrino jsou jednou a tou samou částicí. Poprvé to předpověděl italský vědec Ettore Majorana v roce 1937, ale dosud tento jev nebyl potvrzen. Zaznamenání tohoto jevu by znamenalo, že Standardní model částicové fyziky, který popisuje jednotlivé částice a jejich vzájemné interakce, není uspokojivý a vědci musí hledat ještě obecnější principy, aby porozuměli tomu, co se dělo v prvních okamžicích po Velkém třesku.
Speciální nároky na výrobu
Germanium 76 pro experiment GERDA bylo poprvé vyrobeno závodem ECHZ v letech 2004-2005. Tím tento podnik získal zkušenosti se speciálními požadavky vědců na výrobu, skladování a přepravu materiálu. Kromě velmi přísných požadavků na chemickou čistotu a obsah požadovaného izotopu totiž vědci požadovali, aby materiál přišel do minimálního styku s kosmickým zářením, které nás běžně obklopuje. Ovlivňuje to totiž citlivost výsledného výzkumného zařízení, která v tomto případě musí být velmi vysoká.
Samotné obohacování proto probíhalo tak, že obohacovaný materiál a meziprodukty byly nad úrovní země bez stínění kosmického záření po co nejkratší dobu a materiály byly skladovány výhradně pod zemí ve speciálním odstíněném sarkofágu.
Nejprve bylo do Německa posláno několik vzorků, na kterých si vědci ověřili, že germanium 76 bude mít požadované chemické vlastnosti. Potom proběhla vlastní výroba za speciálních podmínek a podobně speciální byla i přeprava. Zhruba 6700 kilometrů z východní části Ruska do Německa urazilo germanium na nákladním automobilu ve speciálním odstíněném kontejneru, který byl vyroben v Rusku před několika lety a v Německu byl pro tento účel modernizován.
Ruská Státní korporace pro atomovou energii Rosatom spojuje více než 300 podniků, ve kterých pracuje přibližně 262 tisíc lidí. Strukturu korporace tvoří čtyři vědeckovýzkumné a průmyslové komplexy, podniky jaderného palivového cyklu, objekty jaderné energetiky a flotila jaderných ledoborců, která je jediná svého druhu na světě. Rosatom je jediná korporace na světě, jejíž součástí jsou podniky kompletního jaderného cyklu – od těžby, zpracování a obohacování uranu přes projektování a výstavbu jaderných elektráren, výrobu paliva až po vyřazování jaderných zařízení z provozu a nakládání s radioaktivními odpady a použitým jaderným palivem včetně jeho přepracování.
Rosatom je vlastníkem a provozovatelem všech deseti jaderných elektráren na území Ruské federace, na nichž pracuje 35 bloků produkujících 18,3 procenta veškeré elektřiny vyrobené v Rusku. Mezi tyto reaktory patří i rychlý sodíkem chlazený reaktor BN-800, který je nejvýkonnějším průmyslovým reaktorem tohoto typu na světě.
Rosatom zaujímá přední pozici na světovém trhu s jadernými technologiemi. Desetileté portfolium exportních zakázek Rosatomu přesahovalo na konci roku 2016 hodnotu 133 miliard amerických dolarů a patří do něj 34 bloků jaderných elektráren ve 12 zemích světa.
Zdroj: Tisková zpráva
