Баннер
СРОЧНО!

Домой Добавить в закладки Twitter RSS Карта сайта

Каким будет нейтронный источник ОИЯИ? Печать
02.02.2017 09:34

Однозначного ответа на этот вопрос пока нет, концепция находится в стадии обсуждения. На 45-й сессии Программно-консультативного комитета по физике конденсированных сред, завершившей работу на прошлой неделе, в частности, акцентировали внимание на научном обосновании проекта по разработке концепции нового нейтронного источника ОИЯИ и итогах исследований, проведенных на стареющем импульсном реакторе ИБР-2.

Ускоритель или реактор: мнения разделились

Как подчеркнул научный руководитель Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ  член-корреспондент РАН Виктор Аксенов, представивший коллегам научное обоснование проекта по разработке концепции нового нейтронного источника ОИЯИ, реактор ИБР-2 завершает свою работу в районе 2032 года.

– Конечно, возможно небольшое продление времени работы за счет экономии топлива, но это не принципиально. Сейчас самое время подумать, что придет на смену реактора ИБР-2. Мы уже год назад начали работать над проектами нового источника нейтронов, который должен быть более интенсивным и более индуктивным. В настоящее время параллельно готовим научную программу и работаем над новым проектом, – прокомментировал он.

Каким будет новый источник? Чем будет отличаться от  ныне  существующего реактора? Начать, конечно, надо с научной программы, считает ученый, потому что сами по себе параметры нового источника – вещь абстрактная, а сегодняшнее развитие науки направлено на проблемы исследования жизни. Сама проблема стара как жизнь, но именно сегодня  благодаря развитию новых физических элементов  наука не то чтобы совсем подошла к ее решению, но, по крайней мере, приблизилась.

– Когда рассматривается программа исследований на перспективу – 15-20 лет, то, конечно, никоим  образом не отрицая то, что имеем сегодня, ну, может быть, завтра, хотелось бы заглянуть и в послезавтра. Главный тезис научной программы, которую предлагаю для нового источника, звучит так: от исследования мягкого вещества – к исследованию живой материи. Но тут уже встает  вопрос:  какие параметры нам нужны для этого.

Реактор  ИБР-2  по   своим характеристикам один из лучших в мире импульсных источников нейтронов.  Для сегодняшних исследований его параметры очень хорошо подходят, но, чтобы перейти  на  следующий уровень,  к  озвученной глобальной проблеме, а она связана не только с биологией и живой материей, но и с фундаментальной физикой, поскольку именно физические методы способствуют наши продвижения во Вселенной, нужны параметры на порядок лучше, чем имеем.  То есть плотность среднего потока нейтронов должна быть в 10 раз выше той, что есть. А эта задача в свою очередь тоже непростая, поскольку фактически сегодняшние источники нейтронов достигли своих технологических пределов. Для импульсных источников лидер европейский источник расщепления в Швеции. Собственно, наша задача подойти к нему и постараться его превзойти, – поделился Виктор Лазаревич.

В настоящее время  нейтронщики рассматривают концепцию двух проектов: импульсного реактора, хотя, по мнению В.Л. Аксенова, будущее за ускорителем, и протонного ускорителя с  использованием  так называемой размножающей мишени.

– Здесь мы используем огромнейший опыт, накопленный в наших федеральных ядерных центрах – Сарове, Снежинске, с которыми мы постоянно сотрудничаем, правда, у них там немного другая задача: им нужен максимальный поток нейтронов один раз, а нам нужно, чтобы это повторялось многократно…

Собственно, в ближайшие пару лет мы должны доработать обе концепции до технических проектов и дальше сделать выбор, который будет зависеть от финансирования, а более дешевый вариант – это, конечно, реактор. Но он сейчас как-то не в моде. Последний реактор, который человечество строит, на  ближайшие  50 лет будет реактор ПИК в Гатчине.

А если говорить об ускорителях, то тут намечается неплохой вариант в связи с проектом НИКА. К примеру, строительство нового бустера для нуклотрона, который выведет его на новый уровень, и, если это будет, то для нас параметры очень подходят, и в этом смысле была бы большая экономия для ОИЯИ и расширение возможностей для  коллайдерного комплекса НИКА, – подытожил Виктор Лазаревич.

Результаты экспериментов на ИБР-2

С обзором основных научных и методических результатов 2016 года по исследованиям конденсированных сред на импульсном реакторе ИБР-2 познакомил коллег начальник научно-экспериментального отдела нейтронных исследований конденсированных сред ЛНФ  доктор физико-математических наук Денис Козленко.

Его доклад традиционно был посвящен результатам, полученным по итогам прошлого года. Среди проведенных экспериментов, а их было около 200, интересны итоги исследований функциональных материалов, наносистем  в обычном, жестком состоянии, мягких наносистем,  каких-то биологических объектов, жидкостей. Любопытны и результаты прикладных работ, свидетельствующие о развитии возможностей установок на реакторе ИБР-2.

Довольно подробно Денис Петрович остановился на  исследовании в сотрудничестве с учеными  из  германского университета нового оксида железа с химической формулой Fe4O5. Вообще,  до недавнего времени было известно о существовании нескольких оксидов железа (соединений железа с кислородом). Недавно было доказано, что в экстремальных условиях (сжатия, высокого давления, температуры) можно синтезировать еще один – Fe4O5. Предполагается,  что он существует…

Как оказалось, «четырехмерный» оксид железа довольно необычный, в частности, в нем был обнаружен новый переход, так называемое заядло упорядоченное состояние, локализация нейтронов между соседними атомами железа в кристаллической ячейке материала. Это очень необычные состояния, которые и были выявлены нейтронщиками ЛНФ в сотрудничестве с немецким университетом, о чем опубликована статья в высокорейтинговом журнале в области химии.

Среди других исследований ученый отметил исследование процессов кластерообразования фуллеренов с медицинскими препаратами.

– Этой темой мы занимаемся достаточно давно, в частности, по итогам прошлого года будут проведены биофизические исследования кластерообразования фуллеренов с антибиотиками, использующимися в противоопухолевой терапии.

Медицинские свойства фуллеренов давно исследуются, известно, что они могут использоваться в различных медицинских приложениях. В частности, наши исследования показали, что они могут формировать комплексы с антибиотиками, были изучены процессы как структурной организации (оказалось, что они образуют достаточно сложные комплексы),  и, что важно, были проведены исследования биофизических свойств этих материалов, в том числе биологическое и медицинское действие.

Выяснилось, что фуллерены помогают более эффективному воздействию антибиотиков: они повышают действие препаратов за счет подавления побочных эффектов, то есть  подавляется патогенная активность антибиотиков, они становятся  более  безопасны  в применении для организма, – пояснил Денис Петрович Козленко.

Нейтронная археология

Одно из новых направлений исследований, стартовавшее в прошлом году, называется нейтронная археология. Как подчеркнул Д.П.Козленко, довольно давно на реакторе создана установка – нейтронная томография, радиография, позволяющая исследовать модульную структуру различных объектов без разрушения.

– В частности, в прошлом году началось сотрудничество с университетом археологии РАН. У них есть множество интересных объектов с археологических раскопок разных мест России. Мы исследовали ряд таких объектов. Особенно хотел бы остановиться на результатах исследования объектов с так называемого тверского клада, который был обнаружен в 2014 году. Датируется он XIV веком, поздний этап татаро-монгольского ига. Было обнаружено довольно много старинных украшений, не считая монет, в том числе браслеты. Оказалось, что они были сделаны с золотой гравировкой на меди.

Поскольку прошло много лет, браслеты обросли толстым слоем патины. Наши исследования позволили построить 3Д модель фрагментов украшений и выявить золотое червление, довольно тонкое, доли миллиметров на поверхности.

С помощью нейтронной томографии наша модель позволила визуализировать  рисунок,   и затем полученные данные использовали реставраторы, которые целенаправленно  восстановили фрагменты браслета, что обычными способами очистки вряд ли было возможно: покрытие очень тонкое,  и его можно было повредить. А с помощью наших новых методов все сделали без разрушений, достаточно точно, – поделился ученый.

Модернизация установок

В заключение начальник научно-экспериментального отдела нейтронных исследований конденсированных сред рассказал о модернизации установок, начиная с дифрактометров высокого разрешения.

– Фурье-дифрактометрия – относительно новый метод, который был развит в нашем реакторе много лет назад, и примерно 25 лет назад была построена первая установка. Мы фактически дарим ей новую жизнь. Там был полностью изменен нейтроновод,  поставлен новый современный фокусирующий прерыватель. Установка получит новое качество, ее производительность будет улучшена.

На установке «Рефлекс» (рефлектометре поляризованных нейтронов) идет реконструкция спектрометра, что уже привело к повышению нейтронной интенсивности в сто раз, – рассказал Денис Козленко.

По программе пользователей

В завершение ученый привел несколько цифр по реализуемой в лаборатории программе пользователей. «Помимо осуществления собственной научной программы, мы также активно работали с пользователями из внешних организаций. К примеру, на эксперимент в прошлом году было подано 238 заявок, и внутренних, и внешних (их, как правило, большинство, более 60%), 208 из них было принято к исполнению. В прошлом году на эксперимент было принято 102 внешних пользователя из стран-участниц, России и других стран», – отметил он.

Представленные на сессии ПКК по физике конденсированных сред научные доклады касались исследований и на других базовых установках ОИЯИ. Традиционно завершили заседание комитета стендовыми докладами молодых ученых, награждением авторов лучших стендовых сообщений предыдущей сессии, дискуссией и принятием рекомендаций в повестку дня следующего заседания комитета.

Татьяна Крюкова

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

 
< Февраля 2017 >
П В С Ч П С В
    1 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28          

Простая математика
Курсы валют на 27 Мая (cbr.ru)
byrBYR30.55(+0.25)
usdUSD56.76(+0.69)
eurEUR63.67(+0.66)
uah10 UAH21.55(+0.22)
Встреча, Газета , Ооо