Проекты XXI века
С 15 по 17 июня в филиале НИИЯФ МГУ проходило IV совещание по исследованиям на импульсном реакторе ИБР-2. Совещание проводится ежегодно с 2001 года Лабораторией нейтронной физики имени И.М.Франка совместно с Московским государственным университетом имени М.В.Ломоносова. В этом году собралось более 100 участников из Германии, Латвии, Польши, России, Румынии, Словакии, Чехии. Конечно, все пользовательское сообщество не могло собраться - ведь в год на реакторе проводят свыше 150 экспериментов исследователи из более чем 25 стран. Привлекательность нашего реактора для специалистов разных областей подтверждает выдержка из списка регистрации участников: РНЦ "Курчатовский институт", ИТЭФ, ФЭИ (Обнинск), Институт физики твердого тела РАН (Черноголовка), Институт физики металлов (Екатеринбург), Институт физики Земли РАН, Институт физики молекул и кристаллов (Уфа), НИИ репрографии, государственные университеты Москвы, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода, Стерлитамака, Тулы, Обнинска. Широкий диапазон обсуждаемых тем привлек на совещание не только сотрудников ЛНФ, но и из ЛЯР, ЛЯП, ЛВЭ, ЛФЧ, ЛИТ.
Открывая совещание, директор ЛНФ А.В.Белушкин подчеркнул: "Мнение сообщества пользователей, которые ведут или планируют эксперименты крайне важно на этом этапе модернизации ИБР-2 - для того, чтобы после его запуска в 2010 году мы начали конкурентоспособную деятельность. Хочу поблагодарить председателя оргкомитета профессора В.Л.Аксенова и его команду за организацию этого короткого, но довольно обширного совещания".
За церемонией открытия последовало награждение: медаль и премия имени генерала С.И.Мосина Ассоциации научных и технических обществ машиностроительной, обрабатывающей и оборонной промышленности была вручена профессору А.М.Балагурову за разработки в области военных и двойных технологий. Поблагодарив за награду, Анатолий Михайлович добавил: "Когда мы начинали эту работу, то совсем не думали о награде, а только исследовали маленькую деталь - ударник... Теперь мы, конечно, с большим энтузиазмом продолжим наши исследования!".
С результатами работы реактора в 2004-2005 годах и ходом его модернизации познакомил собравшихся руководитель научной программы ИБР-2 профессор В.Л.Аксенов. Из его доклада собравшиеся узнали, что 27 мая 2004 года был выполнен важный этап модернизации - установлен новый, третий по счету, подвижный отражатель. С изменением конструкции отражателей изменялась и реактивность реактора. А 13 сентября прошлого года, с новым отражателем, ИБР-2 на мощности 1,5 МВт вновь начал работать на физику. Реактор успешно отработал до мая этого года 9 циклов (113 дней). За это время были выполнены 92 эксперимента, в числе которых внешними пользователями из 13 стран - 82 эксперимента. Исследования в области физики конденсированного состояния вещества составили 32 процента, в области так называемого "мягкого вещества" (полимеры, биологические объекты и тому подобное) - 24, науки о жизни - 12, кристаллографические исследования - 11, жидкости и стекла - 10, исследования в области физики Земли уменьшились до 1 процента. Хотя, эти области частично перекрываются и точно посчитать соотношения "пользовательского пирога" невозможно.
В.Л.Аксенов ориентировал собравшихся на более интенсивное получение научных результатов за оставшиеся полтора года до остановки реактора в 2006 году. Потому никаких крупных работ со спектрометрами на этот период не запланировано. А вот за время остановки реактора - это 3-4 года - необходимо реализовать программу обновления спектрометрического комплекса, перспективы развития которого - также тема для обсуждения на совещании.
В.Л.Аксенов поблагодарил дирекцию ОИЯИ, Федеральное агентство по атомной энергии и Федеральное агентство по науке и инновациям РФ за финансовую поддержку модернизации реактора в прошлом году.
Представители пользовательского сообщества ИБР-2 смогли увидеть, хотя бы и в электронной проекции, большой профессиональный коллектив персонала ИБР-2, результатами чьей напряженной работы - нейтронами - они пользуются.
Концепцию комплекса замедлителей для модернизированного реактора представил профессор Е.П.Шабалин. Общая концепция комплекса замедлителей была сформулирована два года назад. Требования по набору замедлителей для каждого пучка отличались, поэтому возникла задача создания комплекса холодных замедлителей, максимально удовлетворяющего требования всех пользователей реактора. В своем выступлении докладчик представил разные варианты замедлителей для каналов реактора.
Более подходящим веществом для замедлителя по сравнению с привычным метаном оказался мезителен. Твердый мезителен - ароматический углеводород с температурой плавления 2270К. Идея использования растворов смеси ароматических углеводородов для последующего получения твердого "наполнителя" замедлителя возникла после подробного исследования их свойств, проведенного в ЛНФ И.Натканцем с коллегами. Существование жидкой фазы позволяет изготовить "наполнитель" в твердом виде любой формы, например, в виде шариков.
Сейчас идет работа над проектом такой технологической схемы холодного замедлителя, чтобы в зоне реактора не было никаких сложных деталей, и все легко можно было бы заменить. Все просто: камера и трубка, по которой шарики из мезителена запускаются потоком гелия. Вся технологическая схема находится вне зоны реактора и легко обслуживается. Мезителен, теплопроводность которого в два раза ниже метана, легко позволяет достичь нужной физикам температуры охлаждения. В ЛНФ уже научились готовить твердые мезителеновые шарики.
Мы начали подготовительную работу - собрали предварительные предложения по модернизации комплекса спектрометров, - сообщил в своем докладе А.М.Балагуров. - Спектрометры создавались более 20 лет - с 1982 года. Судьба каждого прибора разная - некоторые переставлялись с канала на канал, некоторые закрывались, есть долгожители - спектрометры ДН-2 и ЮМО, которые все это время исправно функционируют.
В связи с модернизацией спектрометров были сформулированы 14 предложений, 8 из которых направлены на развитие существующих спектрометров, 6 представляют собой проекты новых аппаратов. Все эти предложения требуют создания до 200 метров разного качества нейтроноводов, 15 различных детекторов, необходимо заменить прерыватели, различные устройства формирования пучка и задания условий на образце и другое. По финансовым вложениям проекты развития старых спектрометров требуют примерно 3 млн. долларов, а создания новых - около 2,5 млн. Если эта программа будет реализована в течение пяти лет, то потребуется осваивать более 1 млн. долларов в год - серьезная сумма, но у лаборатории есть хорошие партнеры, вместе с которыми мы надеемся и сумеем реализовать эту программу, - заключил А.М.Балагуров.
Доклад А.М.Балагурова дополнил В.Л.Аксенов: "Видно, что главная направленность проекта модернизации спектрометров в целом - исследование атомных структур, на что ориентированы 70 процентов спектрометров. В то же время мировая тенденция смещена в сторону изучения молекулярных и надмолекулярных структур. Мы в этом отношении отстаем, и это общая, характерная для всех российских нейтронных центров, картина. Сейчас для нас важной задачей является создание установок малоуглового рассеяния нейтронов и рефлектометров, но это не значит, что мы не будем заниматься дифрактометрами. Если нам удастся реализовать объявленную программу и в результате иметь три установки малоуглового рассеяния и три рефлектометра, то по соотношениям в исследовательских направлениях мы будем полностью соответствовать современным мировым тенденциям".
ГОВОРЯТ УЧАСТНИКИ СОВЕЩАНИЯ
Н.А.Иванов, специалист Росатома РФ: За много лет нашего взаимодействия и сотрудничества я общался в разных ситуациях с разными людьми из "нейтронки". Могу сказать, что подавляющее большинство из них толковые специалисты и хорошие люди. Приятно, что наряду с такими ветеранами ИБРа, как Е.П.Шабалин, В.Д.Ананьев и другие, появляются и молодые сотрудники. К сожалению, моя полнота, как у флюса, односторонняя - я могу оценить собственно модернизацию реактора и узкую группу исследований, проводимых по заказу Росатома. За последние несколько лет, благодаря усилиям В.Л.Аксенова, А.М.Балагурова и ряда других сотрудников ОИЯИ, при поддержке руководителей департамента нашего министерства, в ЛНФ перешли к работам, которые могут найти практическое применение для нужд атомной техники. Ими были проведены измерения напряженных состояний в материалах, выполнены работы, которые позволят предприятиям Росатома совершенствовать свои технологии, обеспечат более надежное функционирование техники.
Это не первый наш совместный проект, - подключился к разговору сотрудник НИКИЭТ Г.М.Калинин. - Сейчас мы занимаемся дифракционными исследованиями материалов для атомной науки и техники - эту тему предусматривает наш контракт с ЛНФ ОИЯИ.
Проект обширный, включает в себя несколько разделов, меняется год от года, - поясняет А.М.Балагуров. - Мы сотрудничаем не только с НИКИЭТ, но и с Центром прочности, ВНИИНМ им. А.А.Бочвара, КБ "Гидропресс", одним словом, уже сформировался определенный круг предприятий Росатома, вовлеченных в этот проект. Финансируется он Росатомом и ОИЯИ.
Мы ощущаем взаимную необходимость, пользу, сотрудничество продолжается уже несколько лет, и будем надеяться на его дальнейшее развитие, - подвел итог Н.А.Иванов.
А.Фиршбуттер (Германия), на снимке справа: Конечно, мы хотим продолжать наше сотрудничество и на модернизированном реакторе. Но последнее слово будет за нашим правительством, и оно его скажет в декабре. Наши исследователи очень заинтересованы в продолжении совместных работ. У нас на ИБР есть установки, создание которых финансировало Министерство по науке и технологиям ФРГ, и мы хотели бы использовать их и в будущем. Для науки перерыв в три года - сложная ситуация.
Кроме приезжающих пользователей из Германии есть немецкие физики, которые почти постоянно работают на установках реактора ИБР-2, - добавляет его коллега К.Шеффцюк. - Здесь уникальные инструменты с уникальными параметрами и этот вынужденный перерыв в работе реактора на физический эксперимент можно использовать для улучшения их характеристик. Спектрометры СКАТ и ЭПСИЛОН, построенные с использованием средств Германии, предназначены для исследования внутренних напряжений в основном в геологических, но также и в промышленных образцах. На них также можно изучать кристаллографические свойства - текстуру образцов. Последние годы мы параллельно с проведением исследований занимались улучшением параметров установки: изучение новых образцов дает новую информацию для улучшения, установка с улучшенными характеристиками позволяет исследовать какие-то новые образцы, что опять дает дополнительную информацию для модернизации и так далее.
Наши совместные работы начались в 1983 году, - вспоминает А.Фиршбуттер. - Во время остановки реактора мы попытаемся работать на аналогичных установках в других центрах, но хотим продолжать наше успешное сотрудничество с ОИЯИ.
Г.А.Соболев (Институт физики Земли РАН, Москва): Институт физики Земли сотрудничает с ОИЯИ более 15 лет. Для понимания процессов, происходящих в глубинах Земли, необходимо проводить модельные исследования на образцах, что мы и делаем в ЛНФ. Сейчас мы хотим понять, как зарождается очаг землетрясения, а он возникает на глубине 30 км. Методами нейтронной дифракции можно определить источник зарождения. Раньше мы работали на аппаратуре, созданной еще в СССР, сейчас появляются новые приборы. Недавно мы получили оборудование от коллег из Потсдама, и в октябре планируем проведение экспериментов. В общем-то, измерения бывают редко, примерно два раза в год, но это и неплохо - есть время обработать результаты и подготовить новый эксперимент.
Й.Плештил (Институт макромолекулярной химии, Прага): Впервые в ОИЯИ я приехал в 1979 году, хотел заниматься малоугловым рассеянием нейтронов. В начале 80-х вернулся уже с семьей, работал вместе с Ю.М.Останевичем. Сначала мы занимались методикой, потом изучали растворы полиэлектролитов. Проработав почти пять лет, я вернулся на родину, но наше сотрудничество продолжалось. Я по-прежнему занимаюсь изучением растворов полимеров и наночастицами. По моему мнению и мнению моих коллег, дифрактометр ЮМО является одной из лучших малоугловых установок в мире. А сравнивать есть с чем - мы работали в Гренобле, Аргонне, Окридже, Будапеште. ЮМО хорош прежде всего для экспериментов, требующих временного разрешения. Я не знаю, существует ли еще установка, имеющая такие же характеристики, как ЮМО. Но это не единственное, почему я и мои коллеги с удовольствием приезжаем в Дубну. У нас здесь много друзей, налажены хорошие контакты, а это тоже важный фактор в работе.
Д.М.Левин (Тульский государственный университет): В 1997 году Тульский Политехнический институт преобразовался в университет. Наша кафедра физики стала выпускающей. Но для подготовки специалистов по современным направлениям физики нам не хватало своих кадров. Поэтому мы воспользовались любезным предложением ОИЯИ, а именно, А.Н.Никитина и В.Л.Аксенова, и начали направлять сюда наших ребят для прохождения специализации по теоретической физике, вычислительной физике, физическим методам в экологии и медицине, физике твердого тела. Отучившись семь семестров в нашем университете, они приезжают в Дубну на полтора года на кафедру нейтронографии МГУ имени М.В.Ломоносова. Конечно, нам было трудно обеспечить совпадение образовательных уровней при переходе наших студентов в Дубну. Мы наладили систему проведения школ в Туле, приглашаем на них прекрасных профессоров, задавая тем самым определенную высокую планку.
После того, как мы приобрели некий опыт в этом совместном образовательном процессе и возникло ощущение слаженности, у нас появилась возможность ответить на предложение ЛНФ готовить здесь наших студентов по специализации "физика реакторостроения" с последующей их работой в ОИЯИ. Наши студенты после базовой университетской подготовки получают в ОИЯИ элитарную подготовку - с двумя-тремя студентами "возятся" классные специалисты, и получается, практически, индивидуальное обучение. Таким образом, мы исключили понятие "провинциальный институт". Плохо, что наши выпускники не остаются на родной кафедре, а "оседают" в ОИЯИ, "Курчатовском институте", других академических институтах. С 1997 года наша кафедра выпустила 36 человек, из которых 23 получили подготовку в Дубне и остались работать тут или в других российских центрах. Чем еще хороша Дубна - здесь я познакомился с И.Н.Сердюком из Института белка в Пущино, и в этом году несколько наших студентов поедут к нему специализироваться в биофизике. А поскольку мы открываем кафедру биологии, то специалисты нам нужны.
В.В.Исаев-Иванов (ПИЯФ РАН, Гатчина): ПИЯФ и ОИЯИ - родственные организации, а по добросердечности отношений в ЛНФ на спектрометр ЮМО приезжаешь как домой: тебя здесь и накормят, и напоят, ведь когда работаешь на пучке - не отойти. С Европой не сравнить. Объекты наших исследований - биологические: молекулы, протеиновые комплексы, и нужно, чтобы пучок был "под боком". У нас в ПИЯФ нейтронов стало совсем мало, а здесь мы договорились, что в каждый цикл имеем 12 часов пучкового времени. Спокойно готовим образцы, приезжаем и меряем. Дай бог, наше сотрудничество продлится, поработаем и на модернизированном реакторе, тем более диапазон его возможностей расширится.
Ольга Тарантина
