Фізики використовували суперкомп’ютер Summit для мікроскопічного квантового багаточастинкового моделювання “розриву шийки” ядра під час його поділу. Про дослідження повідомляє пресслужба Окріджської національної лабораторії.
Американські фізики отримали детальну картину фінальної стадії ядерного поділу, використовуючи один із найпотужніших суперкомп’ютерів у світі. Моделювання показало несподівані деталі процесу, на якому заснована робота атомних електростанцій і ядерна медицина.
Дослідники з Вашингтонського університету та Лос-Аламоської національної лабораторії провели повністю мікроскопічне квантове моделювання моменту, коли атомне ядро розривається на дві частини. Для цього вони задіяли суперкомп’ютер Summit.
Системі знадобилося близько 15 годин безперервної роботи для розрахунку кожного варіанта поділу. Вчені моделювали сценарії для трьох різних ядер – урану-238, плутонію-240 і каліфорнію-252 – з різними початковими умовами. Загалом на експеримент витратили майже мільйон нодо-годин обчислювальних потужностей.
Моделювання ядерного поділу. Зображення: Los Alamos National Laboratory
Аналіз показав, що процес розриву ядра відбувається не хаотично, як вважалося раніше. Точка, де ядро в підсумку розірветься, визначається задовго до самого поділу – ніби в матеріалі заздалегідь з’являється “слабке місце”. Крім того, фізики виявили, що перед поділом протони залишають зону розриву раніше за нейтрони, а сам момент розриву є найшвидшою стадією всього процесу поділу.
“Це, ймовірно, найточніший і найретельніший теоретичний опис розриву ядра, без будь-яких припущень і спрощень”, – зазначив керівник дослідження, професор фізики Вашингтонського університету Аурел Булгак. Результати дослідження допоможуть зрозуміти процеси, що відбуваються в ядерних реакторах, і можуть призвести до поліпшення методів ядерної медицини.
Фізики планують провести лабораторні експерименти, щоб підтвердити теоретичні висновки.