На сессиях ПКК

Комплекс спектрометров ИБР-2:
новые создаются, старые модернизируются

19-20 января проходила 62-я сессия Программно-консультативного комитета по физике конденсированных сред. Она открылась традиционными сообщениями о выполнении рекомендаций предыдущей сессии ПКК, резолюции 138-й сессии Ученого совета и решениях Комитета полномочных представителей правительств государств - членов ОИЯИ.

Итоги первых раундов на реакторе ИБР-2 ЛНФ подвел заместитель директора по научной работе Б.Мухаметулы, комплексу спектрометров реактора были посвящены выступления начальника отдела Д.П.Козленко и ведущего научного сотрудника Е.А.Горемычкина. О научных конференциях, в которых участвовали сотрудники лаборатории в 2025 году, и запланированных в ЛНФ на 2026-й рассказал ученый секретарь ЛНФ А.Ю.Незванов. С научными докладами выступили старший научный сотрудник М.А.Захаров ("Строгая теория дифракции на объемных и поверхностно-рельефных решетках"), младший научный сотрудник М.П.Зарубин ("Белок тихоходок Dsup как основа для разработок радиопротекторов"), младший научный сотрудник Нгуен Ву Минь Чунг ("Позитронная аннигиляционная спектроскопия в ЛЯП: модернизация метода спектроскопии на основе доплеровского уширения аннигиляционной линии для пучков медленных позитронов и для исследований").

Почему так много установок предлагается модернизировать, спросила я Дениса Петровича Козленко, представившего на сессии доклад "Комплекс спектрометров реактора ИБР-2: планы развития на период 2026-2030 годов".

Денис Петрович Козленко

- Модернизация комплекса спектрометров идет практически непрерывно, поскольку есть объективная необходимость и потенциал для улучшения параметров и расширения экспериментальных возможностей, чтобы более эффективно реализовывать научную программу и программу пользователей. Обычно раз в пять лет мы актуализируем наши планы, смотрим, что было сделано, какие есть идеи для дальнейших улучшений, в чем заключаются текущие потребности, а они тоже меняются. Исходя из этого мы строим планы на следующие пять лет. Если посмотреть на предыдущие планы, то многие идеи были реализованы, что позволило существенно улучшить параметры наших установок и качество исследований.

Вы расставляете приоритеты в модернизации?

- Безусловно. Предложения по развитию установок выстраиваются в приоритетном порядке, поскольку фактически объемы финансирования всегда ограничены. Мы должны выбрать самое главное.

А новые установки тоже имеют первый приоритет?

- Конечно. Например, для нового спектрометра малоуглового рассеяния и имиджинга, который мы создаем на канале №10. Почти все основные элементы уже в наличии. Более того, для моды имиджинга (радиография и томография) сейчас они устанавливаются в рабочее положение и скоро будут планироваться первые тестовые эксперименты. Есть проблема с задержкой поставки позиционно-чувствительного детектора для малоугловой моды. Когда она решится, можно будет приступить к завершению создания и этой моды спектрометра.

Что касается спектрометра BJN - это один из первоприоритетных подпроектов, входящих в состав проекта крупной исследовательской инфраструктуры ЛНФ ОИЯИ "Импульсный источник нейтронов и комплекс спектро­метров". Нам не хватает спектрометров неупругого рассеяния, и создание этой установки с параметрами мирового уровня позволит существенно расширить наши возможности для исследований в области динамики конденсированных сред.

Евгений Анатольевич Горемычкин

Евгения Анатольевича Горемычкина я попросила сформулировать основные положения доклада "Статус и ход разработки инструмента BJN на реакторе ИБР-2", который он представил на заседании ПКК.

- Я начну издалека, чтобы было понятно, о чем речь. Есть задача изучения атомной, магнитной и молекулярной динамики сложных веществ. Инструмент BJN создается для решения задач в этой области. Такие установки есть во многих центрах: у нас, в ISIS (Великобритания), SNS (США), будут в CSNS (Китай) и ESS (Швеция). Это общемировая практика - иметь инструменты такого рода для исследования колебательной динамики разных веществ, в том числе фармацевтических препаратов.

То, что такой инструмент нужен, это однозначно. А если установке 35 лет, ее нужно заменять на новую - так поступают во всем мире, технологии развиваются очень быстро. Несколько лет назад мы решили, что создадим новый спектрометр неупругого рассеяния нейтронов в обратной геометрии с высокой светосилой в Дубне. Это не дешевое удовольствие, но крайне необходимое. Среди членов комитета присутствует Александр Иванов из Института Лауэ - Ланжевена в Гренобле, он несколько лет назад построил инструмент Lagrange. Геометрия его вторичного спектрометра вдохновила нас на создание похожего инструмента, но не копии, поскольку в ИЛЛ работает стационарный реактор, а ИБР-2 - импульсный источник.

Мы придумали новую отражающую поверхность, которая точно соответствует условиям временной и энергетической фокусировки, что дает возможность "поймать" почти половину нейтронов, рассеянных от образца. Это впечатляющий параметр, зачастую "ловят" только десятую часть таких нейтронов. Такого телесного угла нет ни у одного существующего и проектируемого инструмента в мире.

А когда вы планируете завершить создание спектрометра?

- Это самый сложный вопрос, на который сейчас у меня нет ответа. Когда мы всё это начинали, были определенные договоренности, но ситуация изменилась, и нам нужно искать новые возможности в поставках. Нам нужно найти компанию, которая создаст "железо" для криостата и прочего оборудования, а это, на мой взгляд, нетривиальная задача. Будем стараться совместными усилиями ее решить.

Впечатлениями от участия в сессии поделился член комитета А.С.Иванов (Институт Лауэ - Ланжевена, Франция):

Александр Сергеевич Иванов и Павел Александрович Алексеев

"Я с большим интересом слежу за развитием проекта одного из спектрометров ЛНФ, который назван BJN. Это связано с историей развития спектроскопии в Дубне, с именами польских ученых, стоявших у ее истоков, - А.Байорека, Е.Яника и И.Натканца. Я, кстати, свою первую работу сделал именно в Дубне, на спектрометре, который создал Ирек Натканец. Сейчас в ЛНФ строят другой прибор, использующий такое забавное свойство: фокусировка рассеянного в достаточно большой угол пучка в сравнительно маленький. Эта идея была изначально использована для одного из спектрометров ИЛЛ, который называется Lagrange, поскольку это большой графитовый анализатор.

Здесь идея была модифицирована под времяпролетную технику, характерную для импульсного реактора. С одной стороны, хорошо, что используется уже проверенный временем принцип фокусировки, с другой, он адаптирован к другой технике, которая широко используется в вашем Институте. Мне кажется, этот прибор имеет очень хорошие перспективы, даже по предварительным расчетам он должен быть лучше аналогичного существующего в 200-300 раз. Это откроет гораздо больше возможностей для исследований различных материалов даже в небольших количествах, что раньше невозможно было сделать, по крайней мере, на спектрометрах ЛНФ.

Мне представляется важным, что это новый прибор, основанный на новом принципе, - составляющая небольшой части новых инструментов, которые сейчас создаются в лаборатории. На реакторе работают 14 экспериментальных установок и имеются только три проекта будущих новых приборов и один из них спектрометр BJN. Мне бы хотелось, чтобы приборы такого класса, основанные на новом принципе и колоссально увеличивающие возможности, занимали большее место в развитии приборной базы ЛНФ. Программа ее развития существует и выполняется, и об этом был доклад Д.П.Козленко на этой сессии, но она в большой степени связана с "горизонтальным" расширением, когда пытаются улучшить существующие приборы. Это хорошо, это важно, но создание новых установок, с новыми характеристиками, улучшающими возможности не на несколько процентов, а в разы, в десятки, является дополнительным вектором развития. Об этом не надо забывать и стараться искать возможности не только для развития имеющихся приборов, но и создания новых. Этого я хотел бы пожелать лаборатории".

***

С постерными работами на 62-й сессии выступили молодые ученые ЛНФ, ЛТФ и ЛЯП. Лучшими из 16 выступивших стали сотрудники ЛНФ Евгений Колупаев ("Развитие рефлектометрических методик в осциллирующих магнитных полях на спектрометре поляризованных нейтронов РЕМУР"), Полина Кобчикова ("Межатомные потенциалы машинного обучения для молекулярных кристаллов гибких органических соединений") и Полина Гергележиу ("Колебательная спектроскопия ибупрофена: экспериментальные особенности и DFT расчет").

Ольга ТАРАНТИНА,
фото Елены ПУЗЫНИНОЙ и Игоря ЛАПЕНКО