| Аннотация |
В вопросе укрепления технологического суверенитета и технологического лидерства нашей страны развитие нейтронных и синхротронных методов играет ключевую роль. В основе любого технологического прорыва лежит использование новых функциональных материалов, обладающих свойствами, позволяющими реализовать ту или иную технологическую функцию, недоступную при использовании традиционных материалов и устоявшихся способов их применения. Определяющим фактором в поиске новых материалов является возможность контролировать и устанавливать взаимосвязь структурных параметров и физических свойств на разных этапах синтеза. Эту задачу можно решать, имея развитые методы исследований структурных параметров и атомной динамики с помощью рассеяния нейтронного и синхротронного излучений. В настоящее время интенсивность синхротронных источников достигает значений на много порядков превышающих значения нейтронных потоков даже для самых интенсивных нейтронных источников, но тем не менее, методы исследований с использованием нейтронного излучения остается востребованным и актуальными. Разная природа взаимодействия с веществом нейтронного и синхротронного излучений по-разному проявляется в наблюдаемых величинах, поэтому эти два подхода к структурным исследованиям будут всегда дополнять друг друга, обеспечивая исследователей самой точной информацией о структуре и динамике вещества.
Проект «Развитие аппаратно-методической базы для решения научных и прикладных задач на источниках нейтронов различного типа» нацелен на развитие методов исследований структуры и динамики вещества с помощью рассеяния нейтронов. Ситуация, сложившаяся в области нейтронных исследований в Российской Федерации весьма непростая. Сообщество пользователей лишилось возможности проводить исследования на высокоинтенсивных источниках нейтронов в западных странах, при этом внутри РФ новые источники, типа реактора ПИК еще не оснащены введенной в эксплуатацию исследовательской инфраструктурой. Единственным стабильно работающим источником все последние годы оставался реактор ИР-8 в НИЦ «Курчатовский институт», потоки нейтронов на котором уступают ведущим мировым исследовательским центрам. Ввиду сложившегося дефицита нейтронов для научных исследований был инициирован ряд проектов по развитию существующих источников нейтронов, которые до этого не использовались для структурных исследований методами рассеяния нейтронов. Так идет активное создание новых станций нейтронного рассеяния на реакторе ИРТ-Т в Национальном исследовательском Томском политехническом университете. Идет успешная реализация проекта «Дарья» - компактного источника нейтронов на линейном ускорителе протонов. Реализуется масштабный проект оснащения реактора ПИК новыми станциями нейтронного рассеяния, которые должны стать флагманскими установками в масштабах страны, поскольку будут работать на самом мощном и высоко интенсивном исследовательском источнике нейтронов. После длительной остановки в 2025 году начинает свою работу реактор ИБР-2 в ОИЯИ, и все станции, расположенные на его пучках, должны в обновленном качестве и с большей эффективностью приступить к реализации научной программы.
Возросшая активность по созданию новых станций нейтронного рассеяния на источниках нейтронов самого разного типа предъявляет жесткие требования по производству соответствующего оборудования, отвечающего параметрам источников и, в то же время, способного обеспечить проведение исследований на самом высоком мировом уровне. Ключевым элементом любой станции нейтронного рассеяния является детекторная система. Детекторы с высоким пространственным и временным разрешениями, с высокой загрузочной способностью, способны обеспечить максимально эффективное использование нейтронного потока, даже на не самом мощном источнике.
В рамках представляемого проекта планируется разработка целой серии детекторных систем для станций нейтронного рассеяния разного назначения. В новых детекторных системах будут реализованы инновационные подходы к конструкторским решениям и детекторной электронике, в которой найдут применение многие разработки, успешно зарекомендовавшие себя в области физики высоких энергий. Сочетание опыта смежных областей физики и собственных оригинальных разработок позволит создать класс детекторов с рекордными значениями по пространственному, временному разрешениям и загрузочной способностью. Реализация модульного подхода к созданию детекторов позволит создавать детекторы, как для небольших станций с умеренным потоком нейтронов, так и для светосильных установок, требующих покрытия больших телесных углов. При этом модульность конструкции позволит существенно удешевить производство детекторов большой площади и сделает достаточно комфортной их ремонтопригодность. В предлагаемом проекте найдут развитие такие детекторные технологии, как MICROMEGAS, Straw-детекторы, детекторы на основе микроканальных пластин, плоскопараллельные резистивные камеры. Данные технологии для нейтронных исследований не имеют пока широкого распространения на станциях нейтронного рассеяния в Российской Федерации, но в них заключен большой потенциал развития, который способен удовлетворить любой запрос со стороны экспериментаторов, а также обеспечить развитие методов нейтронного рассеяния на далекую перспективу.
Имеющийся у коллектива задел и богатый опыт разработки детекторных технологий находит заинтересованность у промышленного сектора, где данные технологии востребованы. Намечены совместные проекты с предприятиями реального сектора экономики для разработки детекторов, датчиков нейтронного излучения для контроля и управления ядерно-физических установок, используемых в атомной энергетике. При этом предприятия реального сектора готовы вкладывать собственные средства в развитие данного направления сотрудничества.
Значительное место в проекте отведено вопросам подготовки квалифицированных кадров в области нейтронных и синхротронных исследований. Будет продолжена устоявшаяся традиция проведения ежегодных конференций молодых ученых по соответствующей тематике, организованы лекции ведущих ученых и практические занятия на станциях нейтронного рассеяния, традиционно пользующиеся популярностью у студентов, на этапе выбора свой специализации.
|
