Руководитель группы ПИЯФ:    А.А.Воробьев, А.А.Васильев

В ПИЯФ на протяжении десятилетий проводятся исследования взаимодействий мюонов с различными ядрами. Одна из таких реакций происходит при взаимодействии отрицательного мюона с ядром дейтерия (дейтрона).
Этот, основанный на слабом взаимодействии процесс, главный предмет исследования эксперимента MuSun, который проводится специалистами ПИЯФ в составе международной коллаборации на уникальном мюонном источнике SµS Института им. Пауля Шеррера (Швейцария). Особый интерес к реакции связан с тем, что µ-захват на дейтроне — простейший двухнуклонный слабый процесс, параметры которого могут быть измерены и одновременно вычислены с высокой точностью посредством аппарата теории эффективного поля EFT. Отрицательный мюон, оказавшись в достаточно плотной среде, термализуется и вступает в мезоатомное взаимодействие. При попадании в среду дейтерия он образует возбужденный мезоатом dµ. Далее основным процессом для мюона становится распад, в котором рождается нейтрино, антинейтрино и электрон. С вероятностью на четыре порядка меньшей происходит ядерный захват мюона (µ-захват) на дейтроне, протекающий с образованием нейтрино и двух нейтронов:
µ^- + d →ν_µ + n + n.
Целью эксперимента MuSun является достижение точности 1,5 %. Ожидаемый результат должен подтвердить предсказательную силу EFT и уточнить значение скорости захвата в для использования в других реакциях.
К числу таких реакций относится:
p + p →d + e⁺ + ν_e
       Реакция синтеза с участием двух протонов происходит на Солнце и служит основным источником его энергии, а также электронных нейтрино (этот факт определил название эксперимента MuSun).
Эксперимент MuSun — продолжение серии работ по изучению захвата отрицательного мюона легкими ядрами. Общей методической особенностью экспериментов является концепция «активной мишени», наследующая успешный опыт разработки и применения ионизационной камеры IKAR.

Руководитель группы ПИЯФ:    А.А.Васильев
В настоящее время основными вопросами термоядерной энергетики являются:

1. Исследование физических аспектов термоядерных реакций при низких энергиях;
2. Вопросы удержания горячей и плотной плазмы;
3. Извлечение энергии из плазмы и из продуктов реакции.

В качестве стандартных кандидатов для топлива термоядерных реакторов рассматриваются изотопы водорода (протий, дейтерий и тритий) и легкий изотоп гелия 3He. Необходимым условием расчета и проектирования термоядерных реакторов является знание сечений ядерных реакций между различными легкими ядрами. Причем знание сечений необходимо так же и для расчетов и моделирования производства энергии в звездах и для анализа первичного нуклеосинтеза на ранних стадиях после Большого Взрыва.
       Реакции d+t и d+3He с исходными поляризованными компонентами были достаточно хорошо изучены. Спин корреляционные коэффициенты базовой ядерной реакции d+d которая всегда присутствует в термоядерном реакторе в диапазоне энергий 10-100 кэВ до сих пор экспериментально не исследованы. Две спиновые комбинации важны для практического использования дейтронов в качестве топлива: (параллельные и антипараллельные спины дейтронов). Реакция термоядерного синтеза дейтронов имеет два канала с образованием тритона и протона и 3He и нейтрона.
       В ПИЯФ в Отделении Физики Высоких Энергий идет подготовка к проведению эксперимента PolFusion, в котором планируется создание установки и проведение исследований сечения реакции DD ядерного синтеза при использовании поляризованных (спины ядер дейтронов ориентированы определенным образом по отношению к внешнему магнитному полю) дейтронов.
       (Более подробно читайте в файле PolFusion experiment.pdf, смотрите в презентации "Эксперимент POLFUSION" (ПИЯФ)   и в статье "DOUBLE POLARIZED d–d-FUSION EXPERIMENT"   сборника   "ОФВЭ ПИЯФ 2013-2018" - страница 355-361).