Жобаның ғылыми жетекшісі – зертхана меңгерушісі, физика-математика ғылымдарының докторы, профессор Сергей Дубовиченко. Ол модификацияланған әлеуетті кластерлік модель шеңберінде аспан денелерінің, жұлдыздардың термоядролық үдерісінде реакциялардың жылдамдығын есептеудің бірыңғай әдістерін әзірлеуді және эксперимент нәтижесін салыстырмалы талдау арқылы кейбір термоядролық реакциялардың жылдамдығын зерттеуді мақсат етіп отыр.
Жұлдыздардың қуат көзі туралы мәселе XIX ғасырдың 40 жылдары энергияны сақтау заңы тұжырымдалғаннан кейін пайда болды. Сутектің гелийге айналуы кезінде энергия бөлінеді деген гипотезаны 1920 жылы Артур Эддингтон алға тартты, содан кейін осы үдеріске тән реакциялар тізбегі табылды. 1941 жылы Мартин Шварцшильд термоядролық энергия көзі бар күн моделін есептеп шығарды және күннің кейбір байқалатын қасиеттерін теориялық тұрғыдан болжай алды, осылайша, жұлдыздардың ішкі бөлігіндегі синтез теориясы расталды. Кейінірек жұлдыздардың ішінде пайда болатын басқа реакциялар анықтала бастады.
Жұлдыздарды жап-жарық етіп тұратын энергия көзі бар. Жұлдыздардың ішкі температурасы өте жоғары болғандықтан онда ядролық реакциялар жүреді. Ядролық реакциялар кезінде нуклеосинтез түзіліп, қуат алынады. Энергияның көп бөлігі жылуға айналады, ол біртіндеп жұлдыздың бетіне фотондармен қайта шығарылады. Энергияның аз бөлігі нейтрино түрінде шығарылады, олар жолында еш нәрсемен әрекеттеспей өтіп кетеді. Реакцияның жылдамдығы жұлдыздың ішкі температурасы мен тығыздығына байланысты. Отандық ғалым осы реакцияның жылдамдығын есептеу бойынша тиімді әдіс-тәсілді зерттеуді бастаған.
Ядролық синтез реакциясы соқтығысатын ядролар ядролық тартылыс аймағында болған кезде басталады. Ядролық реакциялар нәтижесінде әртүрлі химиялық элементтердің ядролары түзіледі. Төмен массалы жұлдыздар сутектен гелийді синтездеуге қабілетті болады. Ядролық реакциялар нәтижесінде жұлдыздардың химиялық құрамының біртіндеп өзгеруі олардың эволюциясы болып есептеледі. Атом ядроларындағы нуклондар ядролық өзара әрекеттесу күштерімен байланысады, бірақ бұл күштер тек қысқа қашықтықта әрекет етеді – ядро мөлшерінің реті, ал үлкен қашықтықта кулондық итеру басым болады. Бұл дегеніміз, термоядролық реакция пайда болуы үшін ядролар кулондық тосқауылдан өтуі керек.
Өзін-өзі қамтамасыз ететін термоядролық реакциялар – ядролық энергияның тиімді көзі. Алайда оларды жерде жүзеге асыру қиын, өйткені бұл үшін үлкен температурада ядролардың жоғары концентрациясын сақтау қажет. Өзін-өзі қамтамасыз ететін термоядролық реакциялардың жүруіне қажетті жағдай энергияның негізгі көзі саналатын жұлдыздарда болады. Жер бетінде сутегі бомбасын жару арқылы өте қысқа уақытта (10-7-10-6 секунд) орасан зор энергия бөлінетін өзін-өзі қамтамасыз ететін термоядролық реакциялар жүргізілген. Мұндай жарылыстарда энергияның бөлінуін қамтамасыз ететін негізгі термоядролық реакциялардың бірі – нейтрон шығаратын гелий ядросына екі ауыр сутегі изотоптарының (дейтерий мен тритий) бірігу реакциясы болады. Бұл реакция алғаш рет 1950 жылы Қазақстанда Семей полигонында жүзеге асырылған. Термоядролық жарылыста атом бомбасының заряды мен сутек изотоптарының бірігуінен қуат алынады. Термоядролық синтез кезінде бөлінетін энергия мөлшері ядролық бөліну реакцияларына қарағанда төрт есе көп. Теориялық тұрғыдан алғанда, реагенттердің бірнеше грамын қолдана отырып, бір тераджоуль энергия алуға болады, бұл дамыған елдегі бір адамға алпыс жыл ішінде қажет энергияға тең.
Ғалымдар термоядролық синтез миллиондаған жылдар бойы адамзаттың энергетикалық қажеттіліктерін толық қанағаттандыра алады дейді. Өйткені термоядролық отынды ұзақ сақталатын жоғары белсенді ядролық қалдықтарды, көмірқышқыл газы және басқа да парниктік газдарды атмосфераға шығармайды. Атом электр стансалары мен термоядролық электр стансалары экологияға әлдеқайда зиянсыз. Статистикаға сәйкес, 1 кг көмірді жаққан кезде 7 кВт/сағ энергия өндірілсе, 1 кг газ 14 кВт/сағ энергия бөледі. 1 кг ураннан 620 000 кВт/сағ энергия өндіріледі. Энергия тиімділігі тұрғысынан уран көмірге қарағанда 90 000 есе және газға қарағанда 45 000 есе тиімді.
Әлемде термоядролық реакцияларды зерттеудің әртүрлі әдістер мен модельдерге негізделген түрлері бар. Дегенмен олардың көбі резонанстық топ әдісі сияқты өте күрделі есептеу схемаларына негізделген. Ал қарапайым потенциалды екі кластерлік модельдердің мүмкіндіктері әлі толық зерттелмеген. Отандық ғалым Сергей Дубовиченко осы мәселені назарға алған. Ғалымның айтуынша, қолда бар эксперименттік фактілерді түсіндіру үшін міндетті түрде резонанстық топ әдісі шеңберіндегі салыстырмалы күрделі есептеулер қажет бола бермейді. Көптеген тапсырманы қарастыру үшін орбиталық күйлердің Юнг схемаларына сәйкес жіктелуін ескеретін салыстырмалы түрдегі қарапайым әдісті қолдану жеткілікті. Бұл тәсіл көптеген жағдайда эксперименттік деректерді сипаттау кезінде жеткілікті нәтижелерге қол жеткізуге мүмкіндік береді екен.
