Znak Politechniki Warszawskiej

Znaczące osiągnięcie dla energetyki jądrowej z udziałem PW

źr. prof. Piotr Magierski

Czterech fizyków, w tym prof. Piotr Magierski z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej, opracowało nowy, dokładny model rozszczepienia jądra atomowego. Eksperyment wymagał zastosowania mechaniki kwantowej i użycia potężnych superkomputerów.

Oprócz prof. Magierskiego, w badaniu uczestniczyli prof. Aurel Bulgac, reprezentujący Uniwersytet Stanu Waszyngton, dr Kenneth J. Roche z laboratorium PNNL oraz dr Ionel Stetcu z laboratorium LANL. Najtrudniejsze obliczenia wykonane zostały na najpotężniejszym na świecie superkomputerze Titan w Narodowym Laboratorium w Oak Ridge w Tennessee. Użycie superkomputera Titan było możliwe dzięki umowie, jaką Politechnika Warszawska zawarła z UT Batelle.

Nowy model rozszczepienia jądra oparto o teorię nadciekłości, w którym protony i neutrony tworzą pary (jak elektrony w nadprzewodniku). Wyniki badań pozwalają na prześledzenie procesu, gdy jądro plutonu dzieli się na dwa jądra-córki (daughter nuclei) pod wpływem pochłonięcia neutronu. Jest to sekwencja, wykorzystywana w reaktorach jądrowych, w ramach reakcji łańcuchowej.

Okazało się jednak, że jądro plutonu rozszczepiało się  około 10-krotnie dłużej niż oczekiwali fizycy, bazując na wcześniejszych obliczeniach. Oznacza to, że proces rozszczepienia przebiega zupełnie inaczej niż dotąd sobie wyobrażano.

Nowe symulacje rzucają więcej światła na skomplikowaną dynamikę procesu rozszczepienia i mogą mieć istotny wpływ na energetykę jądrową. Dzięki tym badaniom wzrośnie dokładność przewidywań teoretycznych procesów jądrowych.

Praca została opublikowana w prestiżowym czasopiśmie Physical Review Letters.