Zobacz też:
- Bibliografia do tego artykułuHistoria ZFJAt*
Zdzisław Wilhelmi
Pierwsze w Polsce badania w dziedzinie fizyki jądra atomowego zostały podjęte jeszcze w latach trzydziestych. Wtedy to w Pracowni Radiologicznej im. Kernbauma Ludwik Wertenstein podjął badania nad promieniotwórczością naturalną i wzbudzoną, a nieco później w Uniwersytecie Warszawskim dr Andrzej Sołtan, adiunkt Zakładu Fizyki Doświadczalnej kierowanego przez profesora Stefana Pieńkowskiego, zbudował pierwszy generator kaskadowy – źródło jonów o energii kilkuset kiloelektronowoltów i za jego pomocą prowadził wraz z Janem Cichockim i Wertensteinem badania nad reakcjami jądrowymi.
Wrzesień 1939 roku przerwał te prace. Wraz z całą nauką polską padła pod ciosami okupanta także i fizyka warszawska. Jednak zaraz po wojnie Zakład Fizyki Doświadczalnej zaczął żyć na nowo. Najpierw odrodziła się w nim optyka, później, w roku 1948, przyszła kolej na fizykę jądrową i powołana została Katedra Atomistyki. Oddano ją w ręce Sołtana.
W rozwoju Katedry zaznaczyły się początkowo dwa kierunki – kierunek fizyki jądra atomowego oraz kierunek fizyki wysokich energii i promieniowania kosmicznego. Później, już po śmierci Sołtana w 1959 roku, oba te nurty rozdzieliły się i na miejsce Katedry Atomistyki powstały dwie: Katedra Fizyki Jądra Atomowego (kier. Zdzisław Wilhelmi) i Katedra Fizyki Cząstek Elementarnych (kier. Jerzy Pniewski). W dalszym ciągu będziemy się zajmować wyłącznie nurtem fizyki jądra atomowego. Działalność nasza na tym polu rozwijała się na trzech zagonach niekiedy zachodzących na siebie: 1) badania mechanizmów reakcji jądrowych, 2) badania struktury jąder atomowych, 3) rozwój aparatury jądrowej i metod jądrowych stosowanych w nauce, technice i medycynie.
Zaczniemy, ze względów historycznych, od działu trzeciego, bo też przez całe dziesięciolecia okresu powojennego niemal jedyną drogą do uzyskania potrzebnych do naszej pracy badawczej urządzeń była ich budowa własnymi siłami. W iście spartańskich warunkach budowano w Katedrze Atomistyki pierwszą w Polsce aparaturę jądrową: przeliczniki, zasilacze, wzmacniacze impulsów (Tadeusz Domański), komory jonizacyjne (Andrzej Sołtan), źródła neutronowe (Marian Danysz i Zdzisław Wilhelmi). Pomogły również i zakupy: w roku 1950 uruchomiony został w „Hali Atomowej” na Hożej akcelerator kaskadowy na l milion woltów kupiony w Szwajcarii, mogliśmy więc rozpocząć eksperymentalne badania nad modelem statystycznym jądra, polegające na pomiarach przekrojów czynnych na reakcje typu (n,p) i ich konfrontacji z przewidywaniami teorii statystycznej [1].
Nieco później podjęte zostały prace nad budową, własnymi siłami, akceleratora elektrostatycznego typu Van de Graaffa na 3 MV (Lech Bobrowski i inni). Były one prowadzone przy pomocy bardzo szczupłych kadr i mizernych środków finansowych, toteż trwały długo i akcelerator uruchomiony został dopiero w Katedrze Fizyki Jądra Atomowego (we współpracy z Zakładem IA IBJ) w 1961 roku [2]. Akcelerator ten (obdarzony nazwą „LECH” od imienia głównego konstruktora, który zginął w wypadku motocyklowym) odegrał olbrzymią rolę w rozwoju fizyki jądrowej w Warszawie. Dzięki niemu ośrodek warszawski wybił się na jedno z czołowych w Europie miejsc w fizyce neutronów prędkich. W oparciu o „LECHA” wykonano też wielką liczbę prac magisterskich, doktorskich i habilitacyjnych: dziś [w 1996 roku – przyp. red.], po 34 latach pracy, ma on „na swoim koncie” ponad 110 magisteriów, 48 doktoratów i 7 habilitacji! A wciąż jeszcze jest cennym narzędziem pracy badawczej.
Innym pięknym osiągnięciem technicznym Katedry Fizyki Jądra Atomowego był unikatowy przyrząd – bezżelazowy toroidalny spektrometr beta o wielkiej świetlności i niezłej zdolności rozdzielczej. Zbudowany z inicjatywy Sławomira Chojnackiego, został on w roku 1968 ustawiony przy cyklotronie ciężkich jonów U-300 w Dubnej, stanowiąc jeden z pierwszych w świecie elektronów pracujących na wiązce akceleratora ciężkich jonów [3].
Innym zasłużonym narzędziem, jakie zostało zbudowane w Katedrze Fizyki Jądra Atomowego, był magnetyczny separator izotopów UWIS (Sławomir Chojnacki, Andrzej Wojtasiewicz i inni, 1972). Służy on do dziś fizykom różnych specjalności do produkcji targetów i do implantacji jonowej.
Katedra, przemianowana później na Zakład Fizyki Jądra Atomowego brała i nadal bierze udział w realizacji paru wielkich międzynarodowych programów badawczych, w ramach których są budowane m.in. dwa unikatowe (w skali światowej) urządzenia detekcyjne. Pierwsze z nich – to bliski już ukończenia wielki wielodetektorowy spektrometr zwany „4π”. Jest on przeznaczony do badania w GSI (Darmstadt) nagrzanej i zagęszczonej materii jądrowej powstającej w centralnych zderzeniach ciężkich jonów w obszarze energii 0,1 do 2 GeV/nukleon. Zadaniem polskiego zespołu jest budowa ważnej części spektrometru, jaką jest „baryłka plastykowa” złożona z około 200 detektorów plastykowych tworzących walec o długości 2,5 m i średnicy 2,3 m (Brunon Sikora, Tomasz Matulewicz, Zdzisław Wilhelmi i inni, patrz np. [4]).
Drugie, budowane przez nas wielkie urządzenie detekcyjne, to tzw. detektor WASA (Wide Angle Shower Apparatus). Jest on zainstalowany w Uppsali na wiązce akceleratora CELSIUS i służy głównie do badania rzadkich rozpadów mezonów π0 i η). Zadaniem, jakie wziął na siebie ZFJAt w tym ambitnym przedsięwzięciu (Adam Turowiecki, Zdzisław Wilhelmi, Józef Złomańczuk i inni) była konstrukcja tzw. „detektora przedniego” (forward detector) służącego do identyfikacji cząstek naładowanych lecących „ku przodowi” i do pomiaru ich energii i kierunku [5]. Mamy również wykonać tzw. detektor baryłkowy otaczający target. Jego zadaniem będzie trygerowanie układu pomiarowego.
Najświeższej daty osiągnięciem technicznym Zakładu jest tzw. MONA – wielodetektorowy układ do detekcji neutronów przeznaczony głównie do prac prowadzonych przy użyciu warszawskiego cyklotronu U-200, a w szczególności do badania gorących jąder, jakie powstają w zderzeniach ciężkojonowych (Zygmunt Szefliński i inni). Dzięki odpowiednim układom elektronicznym dokonującym analizy kształtu impulsów w detektorach MONA potrafi odróżniać impulsy pochodzące od neutronów od impulsów wywoływanych przez fotony gamma. Detektor ten był już zastosowany w eksperymencie i wykazał swoją wysoką użyteczność [6].
Budowa jądrowej aparatury badawczej, której parę przykładów właśnie podaliśmy, nie stanowi samodzielnej części naszej działalności, ale jest ściśle związana z programem badań naukowych prowadzonych w Zakładzie. Jak już powiedzieliśmy, poczesne miejsce zajmują tu badania nad mechanizmem reakcji jądrowych.
W pierwszym okresie rozwoju fizyki jądra atomowego w UW koncentrowaliśmy się na reakcjach wywołanych przez neutrony (Zdzisław Wilhelmi, Piotr Decowski, Krystyna Siwek, Jan Brzosko i inni). Tylko ten typ reakcji mógł być badany w ośrodku warszawskim z szansą na dołączenie do światowego frontu badań, ponieważ nie mieliśmy akceleratorów dających cząstki naładowane o energii większej od 2–3 MeV, natomiast mogliśmy za pomocą posiadanych urządzeń wytwarzać wiązki neutronów prędkich o regulowanej energii oraz posiadaliśmy reaktor – wydajne i wygodne źródło neutronów o małej energii. Można było, oczywiście, oprzeć się na współpracy z ośrodkami zagranicznymi wyposażonymi w duże akceleratory, ale wtedy nie mielibyśmy możliwości efektywnego szkolenia młodej, licznej kadry fizyków jądrowych i musielibyśmy zrezygnować z planów stworzenia w Warszawie żywego i dużego ośrodka fizyki jądra atomowego, niezbędnego w kraju wstępującym na drogę rozwijania energetyki jądrowej.
Ten wybór tematyki okazał się bardzo udany: do 1975 roku w Zakładzie zostały wykonane 72 prace magisterskie i 23 prace doktorskie o tematyce dotyczącej reakcji neutronowych. Opublikowano w tym czasie ponad 60 oryginalnych artykułów z tej dziedziny w czasopismach o światowym zasięgu i około 30 referatów w materiałach międzynarodowych konferencji. Na wyróżnienie zasługują prace, w których przedstawiono obfity materiał eksperymentalny w postaci danych o energetycznych zależnościach przekrojów reakcji (n,p), (n,γ), (n,2n) i (n,α) i o widmach ich produktów, prace te doprowadziły m.in. do wyjaśnienia roli tzw. „stosunków izomerycznych” (to jest stosunków przekrojów reakcji wiodących do różnych stanów jądra końcowego) jako narzędzia badania mechanizmu reakcji neutronowych, ujawniły duży udział oddziaływań bezpośrednich w badanych reakcjach (n,p) i (n,α) (np. [7] oraz praca przeglądowa [8]), wykazały ważność konkurencji gamma-neutron w przebiegu reakcji (n,2n) (np. [9]) i przyczyniły się do rozwoju teorii statystycznej reakcji jądrowych przez stworzenie i eksperymentalną weryfikację nowego modelu gęstości poziomów jądrowych – tzw. bezparametrycznego modelu nadprzewodnikowego [10]. W pracach tych wykazano również, że reakcje (n,α) mogą służyć do badania warstw powierzchniowych jąder atomowych [11].
W okresie późniejszym ognisko zainteresowania osób zajmujących się w naszym Zakładzie badaniem mechanizmów reakcji jądrowych przesunęło się z reakcji neutronowych na reakcje ciężkojonowe. Pierwsze prace prowadzone były dla energii w pobliżu bariery kulombowskiej. Z tego okresu należy wspomnieć o badaniach reakcji fuzji ciężkich układów oraz reakcji głęboko-nieelastycznych. W początkach lat osiemdziesiątych dzięki odejściu od tradycyjnych eksperymentów inkluzyjnych i zastosowaniu metod koincydencyjnych stwierdzono istnienie nowej klasy procesów, tzw. reakcji niepełnej syntezy jądrowej [12]. Próby interpretacji otrzymanych danych doświadczalnych doprowadziły do sformułowania tzw. modelu reguły sum (Janusz Wilczyński i inni [13]). W drugiej połowie lat osiemdziesiątych kontynuowano badania nad mechanizmem reakcji ciężkojonowych w rozszerzonym obszarze energii 10–30 MeV/nukleon. Tutaj należy wspomnieć o pracach dotyczących opisu dynamiki zderzeń jądro – jądro w szczególności procesu fuzja – rozszczepienie (Krystyna Siwek-Wilczyńska i inni). Stwierdzono fakt silnego spowolnienia tego typu procesów oraz możliwość wyznaczenia skali czasowej reakcji.
Wraz ze wzrostem energii cząstek, jakie można było uzyskiwać w nowych akceleratorach, ZFJAt stopniowo włączał się w popularny obecnie nurt badań reakcji ciężkojonowych zachodzących przy znacznie wyższych energiach. I tak, w końcu lat osiemdziesiątych weszliśmy we współpracę z dużym zespołem międzynarodowym FOPI, którego prace są prowadzone przy akceleratorze SIS/ESR w Darmstadt, przy energii sięgającej 2 GeV/nukl. W ramach tej współpracy, której celem jest badanie własności materii jądrowej w stanach o wysokiej temperaturze i w szerokim zakresie gęstości oraz badanie dynamiki tego typu procesów, zespół warszawski skonstruował część dużego urządzenia spektrometrycznego zwanego „4π”, o czym była już mowa [4]. Zespół jest odpowiedzialny za uruchomienie, kalibrację i ciągłość pracy tego urządzenia, zajmując się jednocześnie interpretacją eksperymentów, których pierwsze wyniki zostały już opublikowane w 8 pracach (np. [14]).
Należy również napomknąć o pewnych pracach teoretycznych prowadzonych w Zakładzie w tematyce cieżkojonowej, a przede wszystkim o sformułowaniu nowego opisu zjawisk transportu ciepła w materii jądrowej powstającej podczas oddziaływania relatywistycznych ciężkich jonów (Mirosław Kozłowski [15]).
Należy zaznaczyć, że dotychczas pracownicy ZFJAt opublikowali w czasopismach o światowym zasięgu łącznie około 60 prac dotyczących badań mechanizmu reakcji ciężkojonowych. Wiele spośród tych publikacji jest często cytowanych.
Przedmiotem zainteresowania Zakładu są również wysokoenergetyczne reakcje z jonami lekkimi (Józef Złomańczuk, Zdzisław Wilhelmi i inni). W tej dziedzinie prowadzone były (we współpracy z ZIBJ, Dubna) badania nad wąskokątowymi korelacjami protonów o zbliżonych pędach, emitowanych w oddziaływaniach lekkich jonów z jądrami o różnej masie, co pozwoliło na otrzymanie zależności promienia obszaru emisji od różnych parametrów [16]. Obecnie prowadzone są również studia eksperymentalne (w tzw. Kolaboracji WASA-PROMICE, Uppsala) związane z poszukiwaniem stanów dibarionowych w reakcjach d(p,n)pp.
Przez szereg lat poczesne miejsce w tematyce uprawianej w Zakładzie zajmowały także badania mechanizmu niskoenergetycznych reakcji wywołanych przez protony i deuterony. W przypadku reakcji deuteronowych głównym wynikiem naszych prac było wyznaczenie – na drodze badania zarówno rozkładów kątowych jak i bezwzględnych przekrojów czynnych podkulombowskiego strippingu (d,p) – tzw. średnich promieni kwadratowych orbit neutronowych szeregu jąder średnio-ciężkich (Andrzej Saganek, Marek Siemiński, Edmund Wesołowski, Zdzisław Wilhelmi, np. [17]).
W badaniach reakcji protonowych pozostawaliśmy natomiast w dwóch nurtach tematycznych. Jeden z nich sprowadzał się głównie do wyznaczania tzw. radiacyjnej funkcji mocy to jest zredukowanego prawdopodobieństwa emisji fotonów gamma (Zygrmmt Szefliński, Grażyna Szeflińska, Zdzisław Wilhelmi). Został tu zebrany pokaźny materiał eksperymentalny w obszarze jąder średnio-ciężkich dotyczący zależności funkcji mocy od energii przejścia [18]. Ciekawym „produktem ubocznym” tych badań było opracowanie nowej, oryginalnej metody wyznaczania gęstości poziomów jądrowych opartej na statystycznej analizie fluktuacji obserwowanych w krzywych wzbudzenia reakcji radiacyjnego wychwytu protonu [19]. Metoda ta znalazła zastosowanie akurat w obszarze energii wzbudzenia, gdzie używanie dotychczasowych metod było trudne lub niemożliwe.
W nurcie drugim (Piotr Decowski, Marta Kicińska i inni) leżały prace, w których różniczkowe przekroje radiacyjnego wychwytu protonu niskiej energii w jądrach lekkich, takich, jak 27Al lub 23Na, były mierzone i analizowane na gruncie tzw. modelu „direct-semidirect” w celu otrzymania informacji o mechanizmie reakcji i o strukturze jąder lekkich (np. [20]).
Z badań obu tych nurtów wynikało, że w reakcji (p,γ) wielką rolę w populacji stanów końcowych gra gigantyczny dipolowy rezonans (GDR). Tak więc, na przykład próby interpretacji zależności mierzonych radiacyjnych funkcji mocy od energii przejścia γ doprowadziły do wniosku, że tę energetyczną zależność można dobrze opisać za pomocą krzywej Lorenza, którą zwykło się stosować do opisu kształtu dipolowego rezonansu gigantycznego [18]. To spostrzeżenie można było uznać za pośrednie potwierdzenie tzw. hipotezy Brinka, która głosi, że rezonanse gigantyczne dipolowe (GDR), zbudowane na stanach wzbudzonych, są identyczne z tymi budowanymi na stanie podstawowym jądra. Dalsze eksperymenty tych samych autorów, dotyczące krzywych wzbudzenia reakcji wychwytu radiacyjnego prowadzącego do różnych stanów jądra końcowego, stanowiły ważny krok w kierunku pełnej i przekonującej eksperymentalnej weryfikacji tej hipotezy [21].
Podobnie, wspomniane badania wychwytu protonu w jądrach lekkich wykazały istotny udział mechanizmu kolektywnego w tej reakcji związany ze wzbudzeniem odległego w energii GDR [20].
Tematyka dipolowych rezonansów gigantycznych, zbudowanych na stanach wzbudzonych rozrosła się bardzo dzięki współpracy międzynarodowej otwierającej lepsze warunki eksperymentalne. Wtedy to zostały po raz pierwszy zaobserwowane tzw. niskoenergetyczne izoskalarne drgania dipolowe (Piotr Decowski i inni, [22]), przewidywane teoretycznie i wytłumaczone jako wynik dipolowych oscylacji warstwy powierzchniowej jądra. Zostały one wykryte w niesprężystym rozpraszaniu cząstek α. Począwszy od 1985 roku prowadzone są też badania izowektorowego rezonansu dipolowego opartego na wysokowzbudzonych stanach w jądrach gorących i szybko rotujących (Marta Kicińska-Habior we współpracy z grupą Kurta Snovera). Rezonans taki jest wzbudzany w reakcji fuzji ciężkich jonów i obserwowany na drodze rozpadu z emisją wysokoenergetycznego kwantu gamma. W badaniach tych uzyskano informacje o kształcie jąder gorących i szybko rotujących, ewolucji kształtu jąder przy wzroście całkowitego momentu pędu i temperatury, zmieszaniu izospinowym poziomów jądrowych oraz zaniku efektów powłokowych w jądrach przy wzroście temperatury (np. [23]).
Przed paru laty rozszerzono tematykę badań wysokoenergetycznego promieniowania gamma, dotyczącą dotąd emisji statystycznej z gorącego jądra złożonego, na emisję dynamiczną (Bremsstrahlung), zachodzącą w początkowym stadium zderzenia ciężkich jonów (Marta Kicińska-Habior), a ostatnio, w związku z uruchomieniem Warszawskiego Cyklotronu U-200 budowany jest układ eksperymentalny „Janosik” do badania statystycznej i dynamicznej emisji kwantów gamma.
Przez jakiś czas zajmowano się także reakcjami wywołanymi przez protony średniej energii (około 70 MeV). Ciekawym wynikiem tych badań było rozwiniecie modelu narastającego ruchomego źródła (accretion model) i jego zastosowanie do analizy reakcji (p,3He) i (p,4He) (Mirosław Kozłowski, np. [24]).
W polu uwagi zespołu fizyków pracujących w Zakładzie (i wcześniej – w Katedrze) Fizyki Jądra Atomowego leżą także badania nad strukturą jąder atomowych (Chrystian Droste, Lidia Goettig, Tomasz Morek, Julian Srebrny, Waldemar Urban i inni). Bardzo korzystnie na ich rozwój we wczesnym okresie wpłynęła współpraca ze Zjednoczonym Instytutem Badań Jądrowych w Dubnej. Dotyczyła ona przede wszystkim struktury jąder z niedoborem neutronów, leżących w obszarze ziem rzadkich. Większość badanych izotopów stanowiły produkty reakcji kruszenia jąder tantalu przez energiczne protony synchrocyklotronu dubieńskiego. Bogaty materiał doświadczalny zebrany w tych badaniach w latach 1955–60 posłużył do dyskusji kształtu jąder niesferycznych (Sławomir Chojnacki, Jan Żylicz i in.).
Zagadnienie różnorodnych kształtów jąder atomowych fascynowało nas i później, także i wtedy, gdy w roku 1968 w Katedrze naszej został zbudowany unikatowy bezżelazowy toroidalny spektrometr elektronów konwersji, o którym już mówiliśmy w części tego referatu poświęconej budowie aparatury [3]. Spektrometr ten, ustawiony na wiązce akceleratora ciężkich jonów U-300 w Dubnej, umożliwił wykonanie szeregu eksperymentów, m.in. pionierskich badań nad strukturą neutrono-deficytowych izotopów z tzw. nowego obszaru deformacji (tj. izotopów o liczbie protonów i neutronów 50 < Z, N < 82) (Chrystian Droste, Sławomir Chojnacki, Tomasz Morek, Zdzisław Wilhelmi, np. [25]); badano również strukturę izotopów polonu (Tomasz Morek i inni). W jądrach z tego obszaru ujawniają się tzw. deformacje gamma, to jest odstępstwa od kształtu osiowo-symetrycznego.
Dalsze badania eksperymentalne własności tych jąder były prowadzone przy zastosowaniu różnych innych nowoczesnych metod spektroskopii promieniowania gamma (Chrystian Droste, Waldemar Urban, Julian Srebrny, [26], [27]). Wykorzystując wzbudzenia kulombowskie uzyskano, dotychczas najpełniejszy w tym obszarze jąder, zestaw elementów macierzowych E2 i M1 w 128Xe [28]. Szczególną uwagę zwrócono na teoretyczną interpretację danych doświadczalnych z punktu widzenia podatności na deformacje nieosiowe oraz własności tensora bezwładności jąder atomowych dla kwadrupolowych wzbudzeń kolektywnych jąder parzysto-parzystych (Stanisław Rohoziński i inni [29]) i nieparzystych [30].
Pracownicy Zakładu biorą istotny udział w badaniach jądrowych stanów superzdeformowanych w warunkach najszybszych obserwowanych w przyrodzie obrotów obiektów kwantowych. Superdeformacja zaobserwowana w jądrze 146Gd (przy udziale Teresy Rzący-Urban i Waldemara Urbana [31]) była drugim przypadkiem znalezienia takich stanów w przyrodzie. Po raz pierwszy odkryte zostało przecięcie pasm o różnych konfiguracjach w stanach superzdeformowanych (przypadek jądra 146Gd) oraz podwójne przecięcie takich pasm (przypadek 145Gd [32]). Obserwacje te są ważne dla zrozumienia oddziaływań resztkowych w stosunku do średniego samouzgodnionego pola kwantowego wielu nukleonów.
Ważne i pionierskie prace doświadczalne prowadzono na temat powstania deformacji oktupolowej w obszarze jąder A ~ 150 [33]. Na koniec tego krótkiego przeglądu tematyki badań uprawianych w Zakładzie Fizyki Jądra Atomowego poświęcimy parę słów pracom aplikacyjnym. Fizycy jądrowi to przecież nie tylko naukowcy pracujący nad poszerzaniem wiedzy na temat struktury jąder i procesów jądrowych. To także ludzie, którzy zarówno tę wiedzę, jak i metodyki badawcze, wypracowane przy jej zdobywaniu, stosują w innych dziedzinach nauki oraz technologii.
Przykładem takich zastosowań jest fluorescencja rentgenowska (tzw. „PIXE”) wzbudzana w badanym materiale przez cząstki naładowane takie jak protony lub cząstki alfa przyspieszone w akceleratorze. Cząstki te, zderzając się z materią, wybijają z atomów elektrony i wywołują emisję promieniowania rentgenowskiego, charakterystycznego dla danego pierwiastka. Zjawisko to umożliwia identyfikację i pomiar śladowych ilości pierwiastków w materiałach biologicznych, technologicznych i środowiskowych. W ZFJA został zbudowany odpowiedni układ do wykonywania takich pomiarów, w których do wzbudzenia fluorescencji używa się cząstek przyspieszonych w akceleratorze „LECH” (Piotr Jaracz, Stanisław Mirowski i inni).
Inny przykład wiąże się z głośnym wydarzeniem ostatnich lat – awarią reaktora atomowego w Czemobylu na Ukrainie (26 IV 1986). W pierwszym okresie po wypadku głównym źródłem skażenia promieniotwórczego człowieka (przez wdychane powietrze i żywność) był lotny, nietrwały izotop 127J. Fizycy jądrowi ZFJA, wykonując pomiary promieniowania γ, wykryli znaczne ilości tego radioizotopu w mleku w proszku wyprodukowanym w dniach awarii w jednym z zakładów w Polsce. Na ich interwencję wstrzymano dystrybucję skażonego mleka.
Złowrogą, a interesującą z naukowego punktu widzenia pozostałością po awarii były tzw. „gorące cząstki” – silnie promieniotwórcze obiekty mikronowych rozmiarów, które można było znaleźć w terenie posługując się prostymi przyrządami radiometrycznymi. W ZFJA zgromadzono liczną ich kolekcję (ok. 200 sztuk). W Polsce, a także w Europie zachodniej – na terenach odległych od miejsca awarii wykryto dwa rodzaje „gorących cząstek”: cząstki paliwowe (fragmenty rdzenia reaktora) i cząstki rutenowe, zawierające głównie radioizotopy 103Ru i 106Ru (np. [34]). Te ostatnie nie były przewidywane w istniejących do tej pory scenariuszach awarii jądrowej.
Dla celów badania „gorących cząstek” stworzony został komputerowy program liczący skład rdzenia reaktora w Czernobylu, INVA (Piotr Jaracz, Eryk Piasecki i inni). Badając skład izotopowy cząstek paliwowych metodą pomiarów promieniowania γ i dokonując porównania wyników z obliczeniami, byliśmy w stanie wysnuć wnioski dotyczące średnich parametrów kampanii reaktora, a także procesów zachodzących w reaktorze przed awarią i podczas niej (dyfuzja, rozdzielanie się izotopów) [35] [36].
Innym przykładem prowadzonych w ZFJAt badań, które wybiegały poza zakres fizyki jądra atomowego i mogły być zaliczone do prac aplikacyjnych, były podjęte przez nas badania służące do skrupulatnej i ostatecznej weryfikacji bulwersującego odkrycia intensywnej emisji neutronów jakoby zachodzącej przy elektrolizie ciężkiej wody, co miało świadczyć o występowaniu „zimnej fuzji” (Fleischmann i Pons, 1989). Badania nasze, przeprowadzone z wielka dokładnością, wykazały, że zjawisko takie nie występuje [37].
Ważne miejsce w działalności Katedry (a później Zakładu) Fizyki Jądra Atomowego zajmują prace dydaktyczne. Systematycznie co tydzień w ciągu roku akademickiego odbywają się w Zakładzie posiedzenia Seminarium Fizyki Jądrowej z udziałem studentów starszych lat, doktorantów i pracowników naukowych, a podczas ferii letnich organizowane są na Mazurach, we współpracy z instytutem Problemów Jądrowych, co roku (ostatnio – co dwa lata) Międzynarodowe Letnie Szkoły Fizyki Jądrowej. Począwszy od 1968 roku było ich 22. Zyskały one wielką popularność i renomę w całym świecie i niewątpliwie odegrały dużą rolę w rozwoju młodej kadry naukowej oraz w ukształtowaniu się i wzmocnieniu kontaktów naukowych i współpracy pomiędzy polskimi fizykami jądrowymi (nie tylko warszawskimi) i fizykami innych krajów Europy, Ameryki i Azji. Owocem tych Szkół było także około trzydziestu tomów Proceedings, z których duża część była wydana przez renomowane wydawnictwa w St. Zjednoczonych i Anglii.
Od momentu utworzenia Katedry (Zakładu), to jest od roku 1960 do dziś [rok 1996 – przyp. red.], wypromowaliśmy nie mniej niż 277 magistrów. W tym czasie 55 osób uzyskało w naszym Zakładzie stopnie doktora fizyki pod promotorską opieką jego pracowników (promotorzy: Zdzisław Wilhelmi – 49 doktorantów, Piotr Decowski – 4, Jan Brzosko – 1, Chrystian Droste – 1), a 8 osób przeprowadziło swoje przewody habilitacyjne (Piotr Decowski, Chrystian Droste, Krystyna Siwek-Wilczyńska, Edmund Gierlik, Jan Töke, Tomasz Morek, Zygmunt Szefliński, Marta Kicińska-Habior).
W obecnej chwili w Zakładzie jest zatrudnionych 29 pracowników, a mianowicie: jeden profesor zwyczajny (Zdzisław Wilhelmi), trzech doktorów habilitowanych na stanowiskach profesorów nadzwyczajnych (Chrystian Droste, Marta Kicińska-Habior i Mirosław Kozłowski), trzech doktorów habilitowanych – adiunktów (Tomasz Morek, Krystyna Siwek-Wilczyńska i Zygmunt Szefliński), siedmiu doktorów na stanowiskach adiunktów (Piotr Jaracz, Tomasz Matulewicz, Teresa Rząca-Urban, Brunon Sikora, Julian Srebrny, Adam Turowiecki, Józef Złomańczuk) i ośmiu magistrów – na stanowiskach asystenckich lub inżynierskich (Michał Godlewski, Marek Kirejczyk, Michał Kowalczyk, Sławomir Osuch, Krzysztof Starosta, Marek Surała, Zbigniew Trznadel i Andrzej Wojtasiewicz). Ponadto w Zakładzie pracuje siedmiu techników i pracowników administracji (Wiesław Białowąs, Barbara Gowin, Jerzy Kondeja, Emilia Marczyk, Grażyna Sidor, Sebastian Sidor i Wiesław Sieklucki).
Kierownikiem Katedry/Zakładu Fizyki Jądra Atomowego był od roku 1960 do roku 1991 Zdzisław Wilhelmi, a obecnie funkcję tę sprawuje Chrystian Droste. W okresie 1971–73 nieobecnego kierownika zastępował Piotr Decowski.
* Na podstawie pracy zbiorowej pod red. Marty Kicińskiej-Habior i Andrzeja Kajetana Wróblewskiego pt. „75 lat fizyki na Hożej”. Reprodukcja za zgodą autora.