WAAR SUID-AFRIKA MET SY KERNPROGRAM VANDAG KON STAAN

Jeanette Koekemoer

Lees reeks by 'Beurtkrag' was nie nodig

Met dank aan dr R.A. Basson vir 'n groot deel van die inligting hierin vervat asook aan
A R Newby-Fraser

Fundamentele Behoeftes

Fundamentele navorsing, het dr Louw Alberts, 'n voormalige vise-president van die RAK eenmaal gesê, bly die noodsaaklike fondament vir tegnologiese ontwikkeling in enige land. Fundamentele navorsing is 'n lewensbelangrike bestanddeel van die werk van enige navorsingsinrigting en sonder die bydrae van die teoretici sou baie van die kernnavorsing skipbreuk gely het.

Let daarop dat die meeste navorsing in Suid-Afrika onder 'n swart regime gestaak is want dit is nie deel van hulle kultuurpersepsie nie.  Daarom het Suid-Afrika 'n werkerstaat geword waar geen eerstehandse vooruitgang plaasvind nie.  Indien ons onsself wil handhaaf maak ons dus gebruik van navorsing wat elders in die wêreld gedoen word, veral in Amerika wat miljarde dollar aan navorsing spandeer en dus meestal eerste met 'n ontwikkelde ontdekking ter bêrde kom.

Tegnologie word egter nie op dieselfde vlak ontwikkel wanneer invoer daarvan ter sprake is nie. Ons kan die VSA sekerlik baie dankbaar wees vir die bietjie wat ons kan aanwend maar ons kon in 2015 self op daardie vlak gestaan het indien ons nie uitverkoop was aan 'n Derdewêreldse moordbende wat nie weet wat vooruitgang en ontwikkeling beteken nie.  Inteendeel, vernietiging en korrupsie is die lewensfilosofie van hierdie spul wat dink hulle kan 'n land regeer.

Dit word dan duidelik waarom Suid-Afrika die afgelope een-en-twintig jaar ook op hierdie gebied gekwyn het want weens al die duidelik aanwysbare redes vind 'n mens dat tegnologie nie met sukses in 'n land wat nié 'n sekere hoeveelheid basiese navorsing onderneem, ingevoer of ontwikkel kan word nie.

As fisikus en akademiese man wat destyds die Direkteurgeneraal van die Nasionale Instituut vir Metallurgie was, het dr Alberts met sy voete in sowel die akademiese wêreld as in die wêreld van toegepaste wetenskap gestaan. Hy kon dus daarop wys dat basiese navorsing, in 'n regeringslaboratorium, as kommunikasievenster met die wetenskaplike wêreld gedien het en dat 'n goeie fundamentele navorsingsprogram wetenskaplikes van hoë kaliber na 'n navorsingsinrigting trek. Daarom kan ons aanneem dat die heel beste van ons wetenskaplikes destyds met swart oorname en staking van navorsing, hul toevlug na lande soos die VSA geneem het.

Toe dr Alberts uitdrukking aan sy oortuigings gegee het, het hy in werklikheid die oortuigings van die RAK beaam want 'n lewendige basiese navorsingskomponent was vanaf die begin 'n eienskap van die Raad se program. Die praktiese resultate van hierdie deel van die program kon aan die groot getal navorsingspublikasies wat gedurende die jare in plaaslike en buitelandse tydskrifte verskyn het en aan die uitruiling van Suid-Afrikaanse en buitelandse wetenskaplikes vir lang tydperke gesien word.

Die nadruk op basiese navorsing kom waarskynlik op sy sterkste ten opsigte van fisika na vore, waar die klem op die drie gebiede van kernfisika, teoretiese fisika en plasmafisika val. Die neutronfisika-navorsing omvat eksperimentele ondersoeke van die wisselwerkings tussen vinnige neutrone en verskeie atoomkerne en word méér as geregverdig deur die belangrikheid van hierdie prosesse by die ontwerp en ekonomie van reaktore. Afhangende van die neutronenergie, sal stowwe energie op verskillende maniere absorbeer of die neutrone afbuig of hulle energie verminder. Vir 'n stelselmatige ondersoek van hierdie moontlikhede is 'n neutronbron met 'n verstelbare, maar goed gedefinieerde energie gebruik.

Neutronverstrooiing van verskeie kerne was 'n ander saamwerkgebied, hierdie keer met die Argonne National Laboratory (VSA) en die Kerninstituut van die Suidelike Universiteite. Met die ontwikkeling van halfgeleierde-tektore in die algemeen, en die Ge(Li)-detektor in die besonder, het die ondersoek van kernreaksies waarin gammastraling voortgebring is, nuwe lewe gekry en sedert 1969 is'n aantal (n,n'y)-reaksies bestudeer en kon die energie- en vervalskemas van die opgewekte kerntoestande in elke geval noukeurig bepaal word. In die meeste gevalle is voorheen onbekende kerntoestande die eerste keer waargeneem en kon bykomende eienskappe van die opgewekte toestande, soos spin en pariteit, uit 'n vergelyking van die eksperimentele gegewens met die teorie bepaal word.

Die uiters fundamentele en duister aard van teoretiese fisika plaas 'n begrip van hierdie navorsing ver buite die bereik van die meeste mense. Teoretiese fisici wanneer hulle weg van hulle professionele beroep is, het maar dieselfde probleme en vreugdes as ander mense ondervind maar die intellektuele vlak waarop hulle beweeg het in Suid-Afrika, was egter noodsaaklik indien die mens die wêreld om hom, die natuurwette wat die heelal beheer en die onderlinge verhoudings tussen materie en energie wou verstaan. Dis slegs nodig om een naam te noem om gestalte aan hierdie gedagte te gee — diévan prof Albert Einstein — maar daar was talle andere. Pelindaba se teoretiese fisici het die gevorderde denkgebied oor die hele Suid-Afrika grootliks aangemoedig en internasionale erkenning aan die Republiek besorg. Die destydse Direkteur van Fisika was self 'n beroemde medewerker in wêreldwye navorsing waartoe die ontdekking van 'n groot aantal elementêre deeltjies in eksperimente met hoë-energieversnellers aanleiding gegee het. Dit het tot die verterende begeerte van die ware navorser gelei om 'n teorie te ontwikkel om hierdie bevindings op 'n samehangende wyse te verklaar. As gevolg van sy ondervinding in verskeie Europese en Amerikaanse laboratoriums het hy met 'n soektog na 'n veldbewegingsvergelyking begin waarvan die oplossing met die verskeie deeltjies wat in die natuur voorkom, sou ooreenstem. Daar is gedink dat die bewegingsvergelyking twee soorte oplossings sou hê, een met swak en die ander met sterk wisselwerking.

Die eerste oplossing wat op leptone van toepassing was, kon deur perturbasie-ontleding gevind word terwyl die tweede wat op kwarke van toepassing was, 'n heel nuwe benadering geverg het. 'n Oplossing is vir laasgenoemde gevind en deur dit in 'n geskikte bewegingsvergelyking in te plaas, kon die besondere massaspektrum vasgestel word. Daar is vasgestel dat die nuwe (kwark-) oplossing vir sterk wisselwerkings 'n ietwat ander inhoud as die klassieke (lepton-)oplossing vir swak wisselwerkings gehad het. Nietemin moes aanvaar word dat daar, gedagtig aan die verwagte eenvoud van die natuur, ooreenkoms tussen die twee oplossings moes bestaan en dat albei 'n gemeenskaplike bewegingsvergelyking behoort te bevredig. Sodanige vergelykings is gepostuleer en, in 'n ondersoek van die kwarkoplossings daarvan, is die sogenaamde isosimmetrie getoon. Dit het tot die ontdekking van 'n natuurlike meganisme vir die verbreking van isosimmetrie en vir die grondslag van die foton- en elektromagnetiese wisselwerking gelei. Hierdie bevindings het as grondslag vir 'n natuurlike model van vier basiese kwarksamestellings en vier basiese leptone gedien en het die formulering van bewegingsvergelykings vir hulle voortplantfunksies moontlik gemaak. Die intieme verwantskap tussen kwarke en leptone en die natuurlike oorsprong van die swak wisselwerkings is aangetoon. Hierdie navorsing het ook die basiese verklaring verstrek waarom kwarke onopspoorbaar is en vir die wyse waarop hulle verbindings vorm om met die hadrone wat in die eksperimente tevoorskyn tree, ooreen te stem. Bykomend hierby is verskeie fasette van 'n verenigende veldteorie vir elementêre deeltjies deur 'n ander teoretikus ondersoek waartydens konforme invariansie, nie-kanoniese kwantisering en bepaalde modelle vir saamgestelde deeltjies uit 'n ander oogpunt ontleed is. Die nie-lineêre vergelykings het 'n nuwe soort oplossing, die sogenaamde soliton, gebied wat moontlik grondliggend aan 'n verenigende teorie kon wees.

Gelyktydig met hierdie `suiwer' teoretiese fisika is 'n sterk program van teoretiese kernfisika aangepak wat regstreeks met die RAK se algemene belangstelling in kernfisika verband gehou het en in noue samewerking met die eksperimentele en buitelandse fisici deurgevoer is. In die loop van hierdie program is belangrike bydraes tot die teorie van gemiddelde kernkansvlakke gelewer. Die probleem van wedywering tussen direkte en tussenkernreaksies is opgelos en korreksie vir tussenkernkansvlakke van elastiese verstrooiing kon toe baie doeltreffender gehanteer word. Hierdie resultate was van belang vir die wyse waarop eksperimentele bevindings behandel is.

Ewe interessant was die omvattende ondersoek van die insluiting van kollektiewe effekte in die beskrywing van veeldeeltjiestelsels waarop ons nie nou sal ingaan nie.

Veertigjaar lank het die ontwikkeling van kernenergie die beginsel van kernklowing, nl. die neutrongeïnduseerde klowing van uraanatome wat geweldige hoeveelhede energie vrystel, benut. Sedert die vyftigerjare  het kernwetenskaplikes egter daarna gestreef om die proses van kernversmelting wat gedurig in die son plaasvind op die aarde te reproduseer en wat, as dit beheer kon word, die belofte van 'n nag groter energiebron sonder die onbehaaglike nadele van die klowingsproses sou inhou. In wese was kernversmelting die omgekeerde van kernklowing en het dit bestaan uit die versmelting van twee kerne van laemassaelemente, soos waterstof, waardeur energie vrygestel is.

Met die huidige verslegtende energieposisie wêreldwyd maar veral in Suid-Afrika sou die doelstelling van beheerde kernversmelting een van onskatbare waarde wees.

Hierdie inligting is baie tegniesgespesialiseerd en moeilik vir 'n leek op hierdie gebied begrypbaar, maar wat wel hierdeur verstaan word is dat ons vóór die terugstap na 'n Derdewêreldland feitlik op die kruin van wêreldtegnologiese ontwikkeling gestaan het, 'n proses wat deur verraad van fortuin- en eersoekers soos F.W. de Klerk, Pik Botha, Roelf Meyer en hul bende gestuit is.   Ons kon vandag dié land ter wêreld wees betreffende energieverskaffing en –leiding!

Vervolg...