04-4-1149-2024/2028

	Проект /подпроект	Руководители проекта	Статус
2.	Исследования функциональных материалов и наносистем с использованием рассеяния нейтронов	Козленко Д.П. Аксенов В.Л. Балагуров А.	Реализация
ЛНФ, ЛИТ, ЛТФ, ЛФВЭ, ЛЯР		см. участников подпроектов

Краткая аннотация и научное обоснование:

Изучение структурного строения, магнитного упорядочения, динамики, физических и химических свойств новых перспективных материалов и наносистем, демонстрирующих важные функциональные свойства, микроскопические механизмы возникновения которых мало изучены. Перечень объектов исследования включает мультиферроики, сплавы с эффектами гигантской магнитострикции и памяти формы, низкоразмерные и геометрически фрустрированные магнетики, проявляющие необычные магнитные состояния и свойства, материалы, перспективные для использования в компактных источниках электрического тока, магнитные слоистые наноструктуры, демонстрирующие различные эффекты близости, например, сосуществование сверхпроводящего и магнитоупорядоченного состояния, органические функциональные материалы с водородными связями, сложные жидкости и полимеры с широким спектром потенциальных технологических применений, структурная организация и свойства которых могут значительно изменяться при изменении концентрации и химического состава, биологические наносистемы, включая липидные мембраны, белки и их комплексы, исследование которых позволяет понять биофизические процессы, протекающие в живых организмах, механизмы воздействия и переноса лекарств, причины возникновения различных заболеваний, биогибридные материалы, конструкционные материалы, широко применяемые или планируемые к использованию в различных отраслях промышленности и производства.Кроме этого, планируется проведение прикладных исследований текстуры, остаточных напряжений и внутренней организации горных пород и минералов, конструкционных материалов, объектов природного и культурного наследования, направленных на установление механизмов геофизических процессов, образования дефектов и напряженных областей в промышленных изделиях, реконструкцию и анализ древних технологий, эволюции и развитие классификации ископаемых организмов.

Ожидаемые результаты по завершении проекта:

1.  В процессе реализации научной программы будут получены новые физические результаты по исследованию взаимосвязи между особенностями структурного строения  и динамики новых функциональных материалов и наносистем и их физическими свойствами на микроскопическом уровне, имеющие важное значение для развития современных представлений в области физики конденсированных сред, химии, материаловедения, биофизики, геофизики и развития современных технологий в сфере электроники, компактных источников тока, фармакологии, медицины. Будут экспериментально проверены теоретические предсказания и модели, обнаружены новые явления и закономерности.

2. В результате реализации методической программы будет проведена модернизация существующих и создание новых спектрометров на ИЯУ ИБР-2, что позволит расширить область их применения для проведения междисциплинарных научных исследований новых функциональных материалов и наносистем.

Ожидаемые результаты по проекту в текущем году:

Реализация научной программы

1. Определение характеристик атомной структуры и фазовых состояний интерметаллических функциональных материалов, включая магнитострикционные сплавы Fe-Ga и сплавы с эффектом памяти формы.
   
   
2. Определение параметров атомной и магнитной структуры низкоразмерных магнитных материалов в широком диапазоне термодинамических параметров (температуры, давления).
   
   
3. Анализ эффектов влияния высокого давления на структурные и магнитные свойства функциональных материалов.
   
   
4. Анализ сложных структурных и микроструктурных состояний твердых электролитов и электродов для металл-ионных аккумуляторов.
   
   
5. Определение структуры и анализ динамики функциональных материалов с молекулярными комплексами и ионных жидкостей.
   
   
6. Установление явлений и эффектов, связанных с сосуществованием магнетизма и сверхпроводимости в слоистых структурах на основе переходных, редкоземельных и др. металлов.
   
   
7. Определение структурных характеристик углеродных наноматериалов, тонких пленок одностенных углеродных нанотрубок на подложках.
   
   
8. Определение структуры и кинетики агрегации в растворах фуллеренов разной полярности, а также в растворах фуллеренов с разными аминоаддуктами.
   
   
9. Анализ структурных особенностей магнитных наносистем, включая коллоидные наносистемы, композиты с магнитными наночастицами, агрегационные эффекты в магнитных жидкостях и магнитные наноструктуры ядро-оболочка.
   
   
10. Определение структурных характеристик полимерных систем на подложках, мицелл ПАВ в объеме и на поверхности, комплексов ПАВ и мицелл.
    
    
11. Анализ структурной организации полимерных наноматериалов, стеклования полимеров и полимерных тонких пленок.
    
    
12. Анализ физико-биологических свойств липидных и нативных мембран, белковых взаимодействий, структуры и свойств белков и мембран-белковых комплексов, кристаллизации белков.
    
    
13. Определение структурных характеристик и изучение свойств биогибридных комплексов.
    
    
14. Определение внутренних напряжений и микродеформаций в конструкционных материалах и объемных изделиях, геологических объектах.
    
    
15. Текстурный анализ биологических и палеонтологических образцов, образцов конструкционных материалов, горных пород.
    
    
16. Анализ внутреннего строения и построение 3D моделей объектов культурного и природного наследия, промышленных материалов и изделий по данным нейтронной томографии и радиографии.
    

Реализация методической программы развития спектрометров на ИЯУ ИБР-2

1. Установка элементов нейтроноводной системы спектрометра малоуглового рассеяния и имиджинга на 10 канале.
2. Развитие нейтроноводной системы нового дифрактометра ДН-6 для исследования микрообразцов, направленное на увеличение светосилы  и расширение доступного диапазона высоких давлений.
3. Улучшение технических параметров и расширение экспериментальных возможностей многофункционального рефлектометра ГРЭИНС (запуск нового прерывателя нейтронного пучка, развитие электрохимических и жидкостных ячеек для проведения экспериментов).
4. Модернизация действующих спектрометров реактора ИБР-2,  направленная на улучшение их технических характеристик, замену устаревших и вышедших из строя элементов.
5. Усовершенствование корреляционного спектрометра FSS на 13 канале ИБР-2 и улучшение его технических параметров. Дальнейшее развитие корреляционного RTOF-метода.
    

2.1.

Исследование структуры и динамики функциональных материалов и наносистем на базе комплекса спектрометров реактора ИБР-2

Козленко Д.П.

Реализация

ЛНФ	Авдеев М.В., Бокучава Г.Д., Кичанов С.Е., Куклин А.И., Турченко В.А., Худоба Д.М.

ЛИТ	Земляная Е.В., Соловьев А.Г.
ЛТФ	Юшанхай В.Ю.
ЛФВЭ	Тютюнников С.И.
ЛЯР	Апель П.Ю., Скуратов В.А.

 

Краткая аннотация и научное обоснование по подпроекту:

Подпроект направлен на исследование особенностей структурного строения, магнитного упорядочения, динамики, физических и химических свойств новых перспективных функциональных и конструкционных материалов, сложных жидкостей и полимеров, наносистем, геофизических объектов, объяснение микроскопических механизмов формирования свойств которых важно как для развития современных представлений в области физики конденсированного состояния, материаловедения, биофизики, химии, геофизики, фармакологии, инженерных наук, так и новых технологических приложений в производстве энергии, электронике, биологии, медицине. 

Нейтронные методы исследования вещества (дифракция, малоугловое рассеяние, рефлектометрия, неупругое рассеяние, радиография и томография) позволяют получать детальную информацию об атомной и магнитной структуре и динамике материалов на атомном и надатомном уровнях. В силу особенностей взаимодействия медленных нейтронов с веществом методы рассеяния нейтронов имеют высокую эффективность при определении положений легких атомов в окружении тяжелых, изучении распределения элементов с близкими атомными номерами, исследовании процессов изотопного замещения и магнитных структур. Это обуславливает большие преимущества при использовании методов рассеяния нейтронов в исследовании широкого круга перспективных функциональных материалов и наносистем по сравнению с другими подходами.

Для обеспечения решения научных задач проекта планируется проведение работ по обеспечению бесперебойной работы, модернизации и реконструкции действующих спектрометров реактора ИБР-2, а также завершение работ по созданию нового спектрометра малоуглового рассеяния и имиджинга. Для повышения эффективности решения поставленных задач наряду с нейтронными методами будут использоваться взаимодополняющие методы рентгеновского рассеяния, рамановской, атомно-силовой спектроскопии и др. с применением дополнительного лабораторного оборудования.

Ожидаемые результаты по завершению подпроекта:

1.  В процессе реализации научной программы будут получены новые физические результаты по исследованию взаимосвязи между особенностями структурного строения  и динамики новых функциональных материалов и наносистем и их физическими свойствами на микроскопическом уровне, имеющие важное значение для развития современных представлений в области физики конденсированных сред, химии, материаловедения, биофизики, геофизики и развития современных технологий в сфере электроники, компактных источников тока, фармакологии, медицины. Будут экспериментально проверены теоретические предсказания и модели, обнаружены новые явления и закономерности.

2. В результате реализации методической программы будет проведена модернизация существующих и создание новых спектрометров на ИЯУ ИБР-2, что позволит расширить область их применения для проведения междисциплинарных научных исследований новых функциональных материалов и наносистем.

Ожидаемые результаты по подпроекту в текущем году:

Реализация научной программы

1. Определение характеристик атомной структуры и фазовых состояний интерметаллических функциональных материалов, включая магнитострикционные сплавы Fe-Ga и сплавы с эффектом памяти формы.
   
   
2. Определение параметров атомной и магнитной структуры низкоразмерных магнитных материалов в широком диапазоне термодинамических параметров (температуры, давления).
   
   
3. Анализ эффектов влияния высокого давления на структурные и магнитные свойства функциональных материалов.
   
   
4. Анализ сложных структурных и микроструктурных состояний твердых электролитов и электродов для металл-ионных аккумуляторов.
   
   
5. Определение структуры и анализ динамики функциональных материалов с молекулярными комплексами и ионных жидкостей.
   
   
6. Установление явлений и эффектов, связанных с сосуществованием магнетизма и сверхпроводимости в слоистых структурах на основе переходных, редкоземельных и др. металлов.
   
   
7. Определение структурных характеристик углеродных наноматериалов, тонких пленок одностенных углеродных нанотрубок на подложках.
   
   
8. Определение структуры и кинетики агрегации в растворах фуллеренов разной полярности, а также в растворах фуллеренов с разными аминоаддуктами.
   
   
9. Анализ структурных особенностей магнитных наносистем, включая коллоидные наносистемы, композиты с магнитными наночастицами, агрегационные эффекты в магнитных жидкостях и магнитные наноструктуры ядро-оболочка.
   
   
10. Определение структурных характеристик полимерных систем на подложках, мицелл ПАВ в объеме и на поверхности, комплексов ПАВ и мицелл.
    
    
11. Анализ структурной организации полимерных наноматериалов, стеклования полимеров и полимерных тонких пленок.
    
    
12. Анализ физико-биологических свойств липидных и нативных мембран, белковых взаимодействий, структуры и свойств белков и мембран-белковых комплексов, кристаллизации белков.
    
    
13. Определение структурных характеристик и изучение свойств биогибридных комплексов.
    
    
14. Определение внутренних напряжений и микродеформаций в конструкционных материалах и объемных изделиях, геологических объектах.
    
    
15. Текстурный анализ биологических и палеонтологических образцов, образцов конструкционных материалов, горных пород.
    
    
16. Анализ внутреннего строения и построение 3D моделей объектов культурного и природного наследия, промышленных материалов и изделий по данным нейтронной томографии и радиографии.
    

Реализация методической программы развития спектрометров на ИЯУ ИБР-2

1. Установка элементов нейтроноводной системы спектрометра малоуглового рассеяния и имиджинга на 10 канале.
2. Развитие нейтроноводной системы нового дифрактометра ДН-6 для исследования микрообразцов, направленное на увеличение светосилы  и расширение доступного диапазона высоких давлений.
3. Улучшение технических параметров и расширение экспериментальных возможностей многофункционального рефлектометра ГРЭИНС (запуск нового прерывателя нейтронного пучка, развитие электрохимических и жидкостных ячеек для проведения экспериментов).
4. Модернизация действующих спектрометров реактора ИБР-2,  направленная на улучшение их технических характеристик, замену устаревших и вышедших из строя элементов.
5. Усовершенствование корреляционного спектрометра FSS на 13 канале ИБР-2 и улучшение его технических параметров. Дальнейшее развитие корреляционного RTOF-метода.

2.2.

Разработка спектрометра неупругого рассеяния нейтронов в обратной геометрии BJN (Байорек-Яник-Натканец) на реакторе ИБР-2

Худоба Д.М.

Реализация

ЛНФ	Горемычкин Е.А., Круглов А.А.

Краткая аннотация и научное обоснование по подпроекту:

Анализ состояния исследований в области динамики конденсированных сред методом неупругого рассеяния нейтронов (НРН) в ЛНФ показал, что существующий спектрометр НРН НЕРА, некоторое время назад составлявший успешную конкуренцию аналогичным установкам в европейских нейтронных центрах, в настоящее время значительно устарел и больше не удовлетворяет потребностям сообщества пользователей в восточно-европейском регионе. Поэтому крайне важной задачей является обновление спектрометров НРН в исторически сложившемся направлении с целью поддержания конкурентоспособной позиции ЛНФ ОИЯИ в области нейтронной спектроскопии среди других мировых нейтронных центров.

Перспективным подходом является создание нового спектрометра НРН высокой светосилы, который будет использовать современную нейтронную оптику и новые конструктивные решения для получения результатов с высоким разрешением, при хорошем отношении сигнал-фон в широком диапазоне передачи энергии и с использованием как можно меньшей массы исследуемого образца. Данный подход предлагается использовать для создания универсального спектрометра НРН в обратной геометрии BJN (Байорек-Яник-Натканец). Сочетание высокого потока импульсного нейтронного источника ИБР-2, современной фокусирующей нейтронной оптики, анализаторов энергии с очень большой поверхностью (два анализатора с площадью ~3.3 м²) обеспечит максимально возможную светосилу создаваемого спектрометра, при этом фактор выигрыша по сравнению со спектрометром НЕРА может составить до 400 раз. 

Основной круг научных задач, для которых будет использоваться спектрометр BJN, включает в себя:

- Исследование на микроскопическом уровне структурных фазовых переходов;

- Исследование процессов диффузии протонов в системах с различными типами водородных связей;

- Исследование динамики протонов в молекулярных кристаллах, в широкой области передач энергий;

- Исследования ассоциативных взаимодействий химических частиц, в том числе систем с образованием водородных связей различных типов;

- Исследования магнитной динамики в соединениях с 4f и 3d переходными металлами.

Перечень объектов исследования:

- Молекулярные кристаллы и их фазовые производные;

- Фармацевтические препараты в объемном состоянии и в виде «микронизированных» или «аморфизированных» порошков;

- Новые биологически активные соединения, включая нано структурированные;

- Материалы для накопления энергии;

- Интерметаллические соединения 4f и 3d переходных металлов;

- Катализаторы;

- Фотонные материалы промышленного применения;

- Нанокомпозитные материалы.

 

Ожидаемые результаты по завершении подпроекта:

1. Разработка и создание основных элементов спектрометра BJN.

Ожидаемые результаты по подпроекту в текущем году:

1. Разработка технической документации для создания ряда элементов спектрометра.

2.  Закупка кристаллов пиролитического графита для создания фокусирующего анализатора.

 Сотрудничество:

Страна или международная организация	Город	Институт	Статус	Участники
Азербайджан	Баку	АзТУ	Совместные работы	Джабаров С.Г.
				Ходжаев Э.М.
		ИФ НАНА	Протокол	Мамедов А.И.
			Совместные работы	Мехтиева Р.З. + 2 чел.
Армения	Ереван	НИЦИКН	Совместные работы	Симонян А.Е.
				Ханзатян Г.А.
		ННЛА	Совместные работы	Арутюнян В.В. + 2 чел.
Беларусь	Минск	БГТУ	Совместные работы	Рачковская Г.Е. + 4 чел.
		ИПФ НАНБ	Совместные работы	Венгринович В.Л. + 3 чел.
		НИИ ФХП БГУ	Совместные работы	Ивашкевич О.А. + 5 чел.
				Третьяк Е.В. + 3 чел.
		НИИ ЯП БГУ	Совместные работы	Федотова Ю.А. + 2 чел.
		НПЦ НАНБ по материаловедению	Обмен визитами	Бушинский М.В + 5 чел.
			Совместные работы	Карпинский Д.В. + 2 чел.
				Труханов А.В. + 3 чел.
				Янушкевич К.И. + 18 чел.
Болгария	София	IE BAS	Совместные работы	Куцарова Т. + 4 чел.
		IEES BAS	Протокол	Райкова Г.
			Совместные работы	Владикова Д.Е.
				Петкова Т.
		INRNE BAS	Совместные работы	Крежов К.А. + 2 чел.
		ISSP BAS	Совместные работы	Чамати Х.
		UCTM	Протокол	Петков П.К.
Венгрия	Будапешт	Wigner RCP	Совместные работы	Алмаши Л. + 2 чел.
				Лен А.
				Надь Д.Л. + 2 чел.
				Рошта Л. + 2 чел.
Вьетнам	Дананг	DTU	Совместные работы	Данг Н.Т.
	Ханой	IOP VAST	Совместные работы	Кхием Л.Х.
Германия	Дармштадт	TU Darmstadt	Совместные работы	Фусс Х. + 2 чел.
	Карлсруэ	KIT	Совместные работы	Шиллинг Ф. + 2 чел.
Египет	Гиза	CU	Совместные работы	Свейлам Н.Х. + 1 чел.
	Каир	ASU	Совместные работы	Медхат И. + 3 чел.
				Ханан Эль Х. + 3 чел.
		EAEA	Совместные работы	Элбахрави М.
Индия	Патна	NIT Patna	Совместные работы	Маджумдер С.
Испания	Барселона	ICMAB-CSIC	Совместные работы	Фина И. + 1 чел.
	Лехона	BCMaterials	Протокол	Ланцерос-Мендес С. + 2 чел.
	Мадрид	CENIM-CSIC	Совместные работы	Фернандес Р. + 1 чел.
Италия	Мессина	UniMe	Совместные работы	Ломбардо Д.
Казахстан	Алма-Ата	ИЯФ	Совместные работы	Козловский А.Л. + 3 чел.
			Соглашение	Сахиев C.K. + 5 чел.
Китай	Харбин	HEU	Совместные работы	Шуйцев А.
Куба	Гавана	InSTEC	Совместные работы	Рамос Бласкес Р.
Латвия	Рига	ISSP UL	Совместные работы	Кузьмин А.
Монголия	Улан-Батор	IPT MAS	Совместные работы	Сангаа Д. + 3 чел.
				Сэвжидсурэн Г.
Польша	Белосток	UwB	Совместные работы	Рецко К.
Россия	Гатчина	НИЦ КИ ПИЯФ	Совместные работы	Булкин А.П. + 2 чел.
				Воробьев С.И. + 5 чел.
				Григорьев С.В. + 5 чел.
				Исаев-Иванов В.В. + 2 чел.
				Курбаков А.И. + 2 чел.
				Лебедев В.Т. + 2 чел.
	Долгопрудный	МФТИ	Совместные работы	Чупин В.В. + 15 чел.
	Дубна	Гос. ун-т "Дубна"	Совместные работы	Гладышев П.П.
				Кривченко В.А. + 3 чел.
	Екатеринбург	ИФМ УрО РАН	Совместные работы	Бобровский В.И. + 2 чел.
				Кравцов Е.А. + 2 чел.
				Новосёлов Д.Ю.
				Устинов В.В. + 2 чел.
		УрФУ	Совместные работы	Бабушкин А.Н. + 2 чел.
				Иванов А.О. + 2 чел.
	Казань	КНИТУ	Совместные работы	Бакеева Р.Ф.
		КФУ	Совместные работы	Таюрский Д.А. + 3 чел.
	Калининград	БФУ им. И.Канта	Совместные работы	Гойхман А.Ю.
				Клементьев Е.С.
	Красноярск	ИФ СО РАН	Совместные работы	Ярославцев Р.Н. + 2 чел.
		СФУ	Совместные работы	Столяр С.В. +2 чел.
		ФИЦ КНЦ СО РАН	Совместные работы	Столяр С.В. + 2 чел.
	Москва	ГНЦ Ин-т иммунологии	Совместные работы	Андреев С.М. + 2 чел.
		ИА РАН	Совместные работы	Сапрыкина И.А.
		ИГЕМ РАН	Совместные работы	Жариков А.В.
				Лобанов К.В.
		ИК РАН	Совместные работы	Волков В.В. + 1 чел.
		ИМЕТ РАН	Совместные работы	Серебряный В.Н.
		ИНМИ РАН	Совместные работы	Гальченко В.Ф.
				Филлипова С.Н.
		ИОНХ РАН	Совместные работы	Баранчиков А.Е. + 3 чел.
		ИТПЗ РАН	Совместные работы	Родкин М.В.
		ИФЗ РАН	Протокол	Морозов Ю.А.
			Совместные работы	Баюк И.О.
				Пономарев А.В. + 2 чел.
		МГУ	Совместные работы	Антипов Е.В. + 2 чел.
				Асланов Л.А. + 3 чел.
				Коваленко И.Б. + 3 чел.
				Коробов М.В. + 2 чел.
				Перов Н.С. + 2 чел.
				Трусов Л.А.
				Хохлов А.Р. + 3 чел.
				Шуленина А.В.
				Ягужинский А.С. + 3 чел.
		МИЭТ	Совместные работы	Яковлев В.Б. + 2 чел.
		НИИЯФ МГУ	Совместные работы	Боос Э.Э. + 2 чел.
				Тетерева Т.В.
		НИТУ "МИСиС"	Совместные работы	Головин И.В. + 3 чел.
				Костишин В.Г.
				Панина Л.В.
		НИЦ КИ	Совместные работы	Алексеев П.А. + 3 чел.
				Велигжанин А. + 2 чел.
				Эм В.Т. + 2 чел.
		НИЯУ "МИФИ"	Совместные работы	Иванова Т.М. + 2 чел.
				Крымская О.А.
				Менушенков А.П. + 2 чел.
		ПИН РАН	Совместные работы	Пахневич А.В.
		ФИЦ ХФ РАН	Совместные работы	Иткис Д.М. + 3 чел.
	Москва, Троицк	ИФВД РАН	Совместные работы	Бражкин В.В. + 2 чел.
		ИЯИ РАН	Совместные работы	Садыков Р.А. + 2 чел.
	Нижн. Новгород	ИФМ РАН	Совместные работы	Фраерман А.А. + 3 чел.
		ННГУ	Совместные работы	Корытцева А.К.
				Орлова А.И.
	Пермь	ИМСС УрО РАН	Совместные работы	Райхер Ю.Л.
		ИТХ УрО РАН	Совместные работы	Астафьева С.А. + 2 чел.
				Лысенко С Н. + 2 чел.
	Ростов-на-Дону	НИИФ ЮФУ	Совместные работы	Налбандян В.Б.
	С.-Петербург	ИВС РАН	Совместные работы	Смыслов Р.Ю. + 1 чел.
		ФТИ им. А.Ф.Иоффе	Совместные работы	Вахрушев С.Б. + 2 чел.
				Вуль А.Я. + 2 чел.
		ЦНИИ КМ “Прометей”	Совместные работы	Зисман А.А. + 2 чел.
				Петров С.Н.
				Федосеев М.Л.
	Стерлитамак	CФ БашГУ	Совместные работы	Бикулова Н.Н. + 2 чел.
	Тула	ТулГУ	Совместные работы	Маркова Г.В.
	Тюмень	ТюмГУ	Совместные работы	Иванова Н.А.
	Челябинск	ЮУрГУ	Совместные работы	Винник Д.А. + 2 чел.
	Черноголовка	ИФТТ РАН	Совместные работы	Антонов В.Е. + 2 чел.
Румыния	Бая-Маре	TUCN-NUCBM	Совместные работы	Раколта Д. + 4 чел.
	Бухарест	INCDIE ICPE-CA	Совместные работы	Банчиу К.
				Бара А.
				Вечю Г.
				Добрин И.
				Ион И.
				Китану Е.
				Кодеску М.М.
				Кырстеа К.Д.
				Ликсандру А.
				Лукач М.
				Манта Э.
				Патрой Е.А.
				Патруа Д.
				Сетнеску Р.
		UB	Протокол	Барбинта-Патраску М.Э.
			Совместные работы	Килом К. + 2 чел.
	Клуж-Напока	INCDTIM	Совместные работы	Пана О.
				Рада Н.
				Рада С.
				Турку Р.
		RA BC-N	Совместные работы	Бурзо Э.
		UBB	Совместные работы	Бурзо Э. + 2 чел.
				Рошиору К. + 3 чел.
	Констанца	MINAC	Совместные работы	Талмацки К.
	Крайова	UC	Совместные работы	Якобеску Е.
	Мэгуреле	NIMP	Совместные работы	Барак М.
				Згура И.
				Кунчер В.
				Полосан С.
	Питешти	UPIT	Совместные работы	Дуку К.
	Тимишоара	ICT	Совместные работы	Пуц А-М.
		ISIM	Совместные работы	Бирдеану А.В. + 3 чел.
		UVT	Совместные работы	Бика И. + 2 чел.
				Буною М. + 7 чел.
				Малаевски И.
	Тулчя	DDNI	Совместные работы	Ибрам О.
	Тырговиште	UVT	Совместные работы	Пехою Г.
				Радулеску К.
	Яссы	NIRDTP	Совместные работы	Кириак Х.
				Лупу Н.
		TUIASI	Совместные работы	Кашкавал Д.
		UAI	Совместные работы	Ичим Д.
		UAIC	Совместные работы	Игнат М.
				Ишан В.
				Мата К.
				Онофрей М.
				Якоми Ф.
		USAMV	Совместные работы	Мирон Л.
				Савин А.
Сербия	Белград	INS "VINCA"	Совместные работы	Балванович Р. + 10 чел.
				Матович Б. + 2 чел.
Словакия	Кошице	IEP SAS	Протокол	Копчански П. + 7 чел.
США	Беркли	UC	Совместные работы	Венк Х.-Р.
Таджикистан	Душанбе	НАНТ	Совместные работы	Курбониён М.С.
		ТТУ	Совместные работы	Хусензода М.А.
		ФТИ НАНТ	Совместные работы	Рахмонов Х.Р.
Узбекистан	Ташкент	ИЯФ АН РУз	Протокол	Ташметов М.Ю. + 2 чел.
			Совместные работы	Юлдашев Б.С.
Франция	Гренобль	IBS	Совместные работы	Горделий В.И. + 5 чел.
		ILL	Совместные работы	Иванов А.
	Сакле	LLB	Совместные работы	Дэмэй Ф.
				Поршэ Ф.
Чехия	Прага	BC CAS	Совместные работы	Шафарик И.
		CTU	Совместные работы	Кучеракова М.+ 1 чел.
		CU	Совместные работы	Краковски И.
		IG CAS	Совместные работы	Локайчик Т.+ 3 чел.
		IP CAS	Совместные работы	Ангелов Б. + 2 чел.
				Ирак З. + 2 чел.
Швейцария	Виллиген	PSI	Совместные работы	Помякушин В.
ЮАР	Претория	Necsa	Совместные работы	Вентер Э. + 5 чел.
		UP	Совместные работы	Селищев П.О. + 2 чел.
Япония	Минато	Keio Univ.	Совместные работы	Ясуоко К. + 1 чел.
	Токио	Waseda Univ.	Совместные работы	Ямомото Т. + 5 чел.

	Проект /подпроект	Руководители проекта	Статус
3.	Научно-методические исследования и разработки для изучения конденсированных сред на нейтронных пучках  ИБР-2	Боднарчук В.И. Приходько В.И.	Реализация
ЛНФ		см. участников подпроектов

 

Краткая аннотация и научное обоснование по проекту:

Проведение исследований конденсированных сред на современном уровне характеризуется постоянным совершенствованием методики измерений, ростом числа управляемых и контролируемых параметров, увеличением количества и усложнением используемых в эксперименте детекторов и систем окружения образца, повышением требований к точности и быстродействию регистрирующей аппаратуры, необходимостью обеспечения удаленного управления подсистемами спектрометра и экспериментом в целом, и требует постоянного развития, как самих спектрометров, так и исследовательской ядерной установки ИБР-2, в частности, комплекса холодных замедлителей. Пользовательский режим работы спектрометров ИБР-2 выдвигает дополнительные требования к оборудованию спектрометров, системам управления и контроля, а также к системам сбора данных: простота освоения и работы, удобный графический интерфейс, интернет-доступ к результатам измерений и др.

Ожидаемые результаты по завершении проекта:

1. Ввод в эксплуатацию детектора ДОР на дифрактометре ФДВР на 5-м канале реактора ИБР-2 и получение первых физических результатов.
2. Создание векторного магнита на основе несимметричных катушек Гельмгольца, с устройством термостатирования при низких – 1.5 К и сверхнизких температурах – до 0.5 К. для рефлектометра РЕМУР
3. Разработка технической документации на оборудование систем управления комплекса криогенных замедлителей реактора ИБР-2; проведение пуско-наладочных работ систем управления коллекторного узла и трубопроводов охлаждения, а также криогенных замедлителей КЗ201, КЗ202, КЗ203; комплектование и монтаж диспетчерской системы с сервером, объединяющей контроль и управление всем комплексом криогенных замедлителей; проведение пуско-наладочных работ диспетчерской системы;
4. Внедрение на спектрометрах ИБР-2 системы управления прерывателями нейтронов на основе программируемых логических контроллеров (ПЛК).
5. Монтаж и ввод в эксплуатацию нового прерывателя на 8-м канале реактора ИБР-2.
6. Внедрение систем управления вакуумом на основе ПЛК.
7. Разработка и изготовление позиционно-чувствительных счетчиков нейтронов с резистивными анодами различного диаметра.
8. Создание тестового стенда для проверки характеристик позиционно-чувствительных детекторов (ПЧД).
9. Разработка системы накопления данных на основе многоканальных диджитайзеров.
10. Создание типового модуля ПЧД системы на основе трубок с резистивной нитью с диаметром катода 6 мм.
11. Создание и ввод в эксплуатацию новой детекторной системы спектрометра РЕМУР.
12. Модернизация детекторов прямого пучка на спектрометре ЮМО.
13. Разработка и ввод в эксплуатацию монитора интенсивности падающего пучка на спектрометре ЮМО.
14. Разработка архитектуры многозазорной плоскопараллельной резистивной камеры с конвертором ¹⁰B, изготовление прототипа и исследование его характеристик.
15. Разработка многосчётчиковой системы для создаваемой на 2 канале ИБР-2 установки неупругого рассеяния.
16. Наладка, испытание и ввод в эксплуатацию детектора АСТРА-М на спектрометре ФСД.
17. Разработка технического проекта детектора обратного рассеяния ДОР-ФСД для спектрометра ФСД. Адаптация существующих в НЭОКС ЛНФ технологий изготовления сцинтилляционных детекторов для ДОР-ФСД, а также разработка механических узлов, детекторной электроники и электроники сбора и накопления данных для этого детектора.
18. Разработка и изготовление для дифрактометра ФСС нового ±90°-детектора с пространственной и временной фокусировкой, аналогичного детектору АСТРА-М, вместе с детекторной электроникой и электроникой сбора и накопления данных.
19. Разработка детекторной электроники и систем сбора, предварительной обработки и накопления данных для новых детекторных систем. Внедрение диджитайзеров фирмы CAEN в измерительные системы спектрометров ИБР-2.
20. Внедрение ПЛК в системы управления спектрометров. Оснащение спектрометров системами видеонаблюдения. Ввод новых измерительных устройств и контроллеров по заявкам ответственных за установки. Автоматизация системы управления вакуумом на спектрометрах НЕРА, СКАТ, ФСД, ФСС. Автоматизация системы управления источником тока магнита для криостата ДН-12. Унификация систем контроля и регулирования температуры, используемых на спектрометрах ИБР-2.
21. Разработка нового криостата для охлаждения камер высокого давления на установке ДН-12.
22. Разработка и внедрение на спектрометрах ИБР-2 новой версии комплекса Sonix+ и сопутствующих систем, адаптированных для работы с форматом данных в виде списка событий.
23. Постоянная модернизация совместно с ЛИТ сегмента локальной сети ЛНФ.
24. Моделирование установок и их элементов для модернизации действующих спектрометров и проектирования новых.
25. Ввод в эксплуатацию автоматизированного хранилища контейнеров с облученными образцами и автоматизированной системы позиционирования образцов на облучательной установке.
26. Обеспечение бесперебойной работы  систем и механизмов на всех спектрометрах реактора ИБР-2.

Ожидаемые результаты по проекту в текущем году:

1. Изготовление запасных блоков системы сбора и накопления данных MPD32-USB3.
2. Настройка блоков усилителей фирмы CAEN в соответствии с требуемыми параметрами.
3. Изготовление комплекта (432 шт.) высоковольтных и измерительных кабелей.
4. Демонтаж детектора ДОР и монтаж детектора ДОР-А на 5-м канале.
5. Разработка технического проекта магнита.
6. Изготовление стойки криостата.
7. Разработка и тестирование системы управления и контроля замедлителя КЗ201 в направлении пучков №№ 1,4,5,6,9.
8. Разработка конструкторской документации на новый механический прерыватель для 8-го канала реактора ИБР-2.
9. Установка и ввод в эксплуатацию детекторной системы «АСТРА-М» на дифрактометре ФСД. Разработка проекта детектирующего модуля и системы накопления данных для многодетекторной системы спектрометра ДН-12, испытание элементов системы накопления на нейтронном пучке. Разработка прототипа детектирующего модуля с аналоговой электроникой для модернизации детекторной системы спектрометра НЕРА-ПР. Развитие инфраструктуры для создания детекторов нейтронов.
10. Разработка технического проекта проточного криостата с циркуляцией гелия-4 с охлаждением криокулером замкнутого цикла для получения диапазона температур ниже 2К, выбор и приобретение оборудования и комплектующих изделий. Изготовление новых обмоток и сборка сверхпроводящего магнита для дифрактометра ДН-12.
11. Моделирование установки малоуглового рассеяния для будущего источника нейтронов
12. Внедрение диджитайзеров фирмы CAEN в измерительные системы спектрометров ИБР-2 (ФСД, ФСС и ФДВР).
13. Сопровождение и развитие комплекса Sonix+ по запросам пользователей, адаптация Sonix+ для работы с DAQ- контроллерами на основе интерфейса USB-3. Подготовка новой версии комплекса, адаптированной для работы с форматом данных в виде списка событий.
14. Совершенствование концепции центрального хранилища данных с учетом полученного опыта его эксплуатации и практическая проверка возможных средств ее реализации.
15. Изучение радиационной стойкости материалов на установке для радиационных исследований
16. Ввод в эксплуатацию новых измерительных устройств и контроллеров по заявкам ответственных за установки.

3.1. Создание широкоапертурного детектора обратного рассеяния (ДОР-А) для дифрактометра ФДВР	Милков В.М.	Реализация
ЛНФ	Балагуров А.М., Курилкин А.К.

 

Краткая аннотация и научное обоснование по продпроекту: 

В настоящее время детекторная система ФДВР состоит из трех детекторов, два из которых расположены при углах рассеяния ±152°, а третий – при 90°. Первые два используются в основном для исследований структуры поликристаллов, третий -для измерений внутренних напряжений. Детектирующим элементом являются сцинтилляторы на основе Li-стекол. С современной точки зрения детекторы ФДВР имеют два недостатка: повышенную чувствительность к g-фону и малый телесный угол (~0.16 ср.). Из-за этого получаемые дифракционные спектры имеют повышенный фон и малую (по современным критериям) скорость набора данных при том, что поток нейтронов на образце достаточно высок (10⁷ н/см²/с).

Для устранения этих недостатков в 2017 г. было предложено заменить существующие детекторы обратного рассеяния (ДОР) на новый широкоапертурный сцинтилляционный детектор (ДОР-А – детектор обратного рассеяния апертурный) на основе сцинтиллятора ZnS(Ag)/⁶LiF с использованием комбинированной электронно-геометрической фокусировки. Создание такого детектора позволит кардинально улучшить параметры дифрактометра ФДВР и вывести его на лидирующие позиции в мире. Оценки показывают, что использование нового широкоапертурного детектора позволит примерно в два-три раза увеличить число проводимых экспериментов, при этом заметно повысится точность получаемой структурной информации, а также существенно расширятся возможности дифрактометра по выполнению экспериментов при задании различных внешних воздействий на образец. 

Ожидаемые результаты по завершении подпроекта:

1. Ввод в эксплуатацию детектора ДОР на дифрактометре ФДВР на 5-м канале реактора ИБР-2 и получение первых физических результатов.

 Ожидаемые результаты по подпроекту в текущем году:

1. Изготовление запасных блоков системы сбора и накопления данных MPD32-USB3.
2. Настройка блоков усилителей фирмы CAEN в соответствии с требуемыми параметрами.
3. Изготовление комплекта (432 шт.) высоковольтных и измерительных кабелей.
4. Демонтаж детектора ДОР и монтаж детектора ДОР-А на 5-м канале.

  

3.2. Векторный магнит для работы с поляризованными нейтронами	Черников А.Н.	Реализация
ЛНФ	Боднарчук В.И., Жакетов В.Д.

 

Краткая аннотация и научное обоснование по подпроекту:

Рефлектометрия поляризованных нейтронов – экспериментальный метод исследования металлических низко-размерных гетероструктур, полимерных пленок, биологических систем, свободной поверхности жидкости, магнитных жидкостей – требует экспериментального оборудования, включающего в себя специальную магнитную систему. Разрабатываемая магнитная система – векторный магнит – позволит изменять направление магнитного поля в двух направлениях и будет иметь апертуру, позволяющую разместить устройство термостатирования при низких и сверхнизких температурах, а также систему детектирования нейтронов и гамма-квантов. Векторный магнит будет установлен на рефлектометре РЕМУР на 8-м канале реактора ИБР-2.

Ожидаемые результаты по завершении подпроекта:

1. Создание векторного магнита на основе несимметричных катушек Гельмгольца, с устройством термостатирования при низких – 1.5 К и сверхнизких температурах – до 0.5 К. для рефлектометра РЕМУР.

Ожидаемые результаты по подпроекту в текущем году:

1. Разработка технического проекта магнита.
2. Изготовление стойки криостата.

 

3.3. Разработка и развитие элементов инфраструктуры спектрометров на реакторе ИБР-2	Боднарчук В.И.	Реализация
ЛНФ	Журавлев В.В., Кирилов А.С., Милков В.М., Приходько В.И., Садилов В.В., Черников А.Н.

 

Краткая аннотация и научное обоснование по подпроекту:

Реактор ИБР-2 является уникальным источником нейтронов, который используется для исследований структуры и физических свойств конденсированных сред. Информация об изучаемых объектах получается на специализированных установках нейтронного рассеяния (спектрометрах), на которых реализованы различные методики исследований. Качество получаемой информации во многом определяется свойствами источника нейтронов и качеством экспериментального оборудования. Реактор периодического действия ИБР-2 относится к высокопоточным источникам нейтронов с импульсной мощностью свыше 1 МВт. Основные требования к оборудованию научных установок заключаются в максимально эффективном использовании потока тепловых нейтронов в рамках реализованной методики. Оборудование любого спектрометра достаточно разноплановое и включает в себя элементы, формирующие пучок нейтронов, системы регистрации нейтронного и других излучений, разнообразные системы контроля и управления экспериментом, специальное оборудование для создания требуемых условий на образце во время измерений и др. При этом все элементы и механизмы должны выполнять свои функции в условиях повышенной радиационной нагрузки и обеспечивать бесперебойную работу в течение длительных интервалов времени. Каждый спектрометр является уникальным объектом даже в рамках реализации одной и той же методики на одном и том же источнике. Несмотря на то, что состав оборудования установки включает в себя ряд стандартных элементов, их конфигурация всегда уникальна и требует специального отношения.

Данный проект направлен на реализацию задач по созданию и развитию надежных и эффективных элементов спектрометров для всестороннего обеспечения экспериментальных работ и получения научных результатов высокого уровня.

В отделе НЭОКС ИБР-2 накоплен богатый опыт разработки и эксплуатации оборудования спектрометров и систем управления и имеется высококвалифицированный персонал, что несомненно позволяет выполнить данный проект, направленный на дальнейшее совершенствование экспериментальной инфраструктуры реактора ИБР-2. Проект состоит из 7-ми разделов, каждый из которых представляет отдельный элемент экспериментальной инфраструктуры.

Ожидаемые результаты по завершении подпроекта:

1. Разработка технической документации на оборудование систем управления комплекса криогенных замедлителей реактора ИБР-2; проведение пуско-наладочных работ систем управления коллекторного узла и трубопроводов охлаждения, а также криогенных замедлителей КЗ201, КЗ202, КЗ203; комплектование и монтаж диспетчерской системы с сервером, объединяющей контроль и управление всем комплексом криогенных замедлителей; проведение пуско-наладочных работ диспетчерской системы;
2. Внедрение на спектрометрах ИБР-2 системы управления прерывателями нейтронов на основе программируемых логических контроллеров (ПЛК).
3. Монтаж и ввод в эксплуатацию нового прерывателя на 8-м канале реактора ИБР-2.
4. Внедрение систем управления вакуумом на основе ПЛК.
5. Разработка и изготовление позиционно-чувствительных счетчиков нейтронов с резистивными анодами различного диаметра.
6. Создание тестового стенда для проверки характеристик позиционно-чувствительных детекторов (ПЧД).
7. Разработка системы накопления данных на основе многоканальных диджитайзеров.
8. Создание типового модуля ПЧД системы на основе трубок с резистивной нитью с диаметром катода 6 мм.
9. Создание и ввод в эксплуатацию новой детекторной системы спектрометра РЕМУР.
10. Модернизация детекторов прямого пучка на спектрометре ЮМО.
11. Разработка и ввод в эксплуатацию монитора интенсивности падающего пучка на спектрометре ЮМО.
12. Разработка архитектуры многозазорной плоскопараллельной резистивной камеры с конвертором ¹⁰B, изготовление прототипа и исследование его характеристик.
13. Разработка многосчётчиковой системы для создаваемой на 2 канале ИБР-2 установки неупругого рассеяния.
14. Наладка, испытание и ввод в эксплуатацию детектора АСТРА-М на спектрометре ФСД.
15. Разработка технического проекта детектора обратного рассеяния ДОР-ФСД для спектрометра ФСД. Адаптация существующих в НЭОКС ЛНФ технологий изготовления сцинтилляционных детекторов для ДОР-ФСД, а также разработка механических узлов, детекторной электроники и электроники сбора и накопления данных для этого детектора.
16. Разработка и изготовление для дифрактометра ФСС нового ±90°-детектора с пространственной и временной фокусировкой, аналогичного детектору АСТРА-М, вместе с детекторной электроникой и электроникой сбора и накопления данных.
17. Разработка детекторной электроники и систем сбора, предварительной обработки и накопления данных для новых детекторных систем. Внедрение диджитайзеров фирмы CAEN в измерительные системы спектрометров ИБР-2.
18. Внедрение ПЛК в системы управления спектрометров. Оснащение спектрометров системами видеонаблюдения. Ввод новых измерительных устройств и контроллеров по заявкам ответственных за установки. Автоматизация системы управления вакуумом на спектрометрах НЕРА, СКАТ, ФСД, ФСС. Автоматизация системы управления источником тока магнита для криостата ДН-12. Унификация систем контроля и регулирования температуры, используемых на спектрометрах ИБР-2.
19. Разработка нового криостата для охлаждения камер высокого давления на установке ДН-12.
20. Разработка и внедрение на спектрометрах ИБР-2 новой версии комплекса Sonix+ и сопутствующих систем, адаптированных для работы с форматом данных в виде списка событий.
21. Постоянная модернизация совместно с ЛИТ сегмента локальной сети ЛНФ.
22. Моделирование установок и их элементов для модернизации действующих спектрометров и проектирования новых.
23. Ввод в эксплуатацию автоматизированного хранилища контейнеров с облученными образцами и автоматизированной системы позиционирования образцов на облучательной установке.
24. Обеспечение бесперебойной работы  систем и механизмов на всех спектрометрах реактора ИБР-2.

 Ожидаемые результаты по подпроекту в текущем году:

   1.Разработка и тестирование системы управления и контроля замедлителя КЗ201 в       направлении пучков №№ 1,4,5,6,9.

2. Разработка конструкторской документации на новый механический прерыватель для 8-го канала реактора ИБР-2.
3. Установка и ввод в эксплуатацию детекторной системы «АСТРА-М» на дифрактометре ФСД. Разработка проекта детектирующего модуля и системы накопления данных для многодетекторной системы спектрометра ДН-12, испытание элементов системы накопления на нейтронном пучке. Разработка прототипа детектирующего модуля с аналоговой электроникой для модернизации детекторной системы спектрометра НЕРА-ПР. Развитие инфраструктуры для создания детекторов нейтронов.
4. Разработка технического проекта проточного криостата с циркуляцией гелия-4 с охлаждением криокулером замкнутого цикла для получения диапазона температур ниже 2К, выбор и приобретение оборудования и комплектующих изделий. Изготовление новых обмоток и сборка сверхпроводящего магнита для дифрактометра ДН-12.
5. Моделирование установки малоуглового рассеяния для будущего источника нейтронов.
6. Внедрение диджитайзеров фирмы CAEN в измерительные системы спектрометров ИБР-2 (ФСД, ФСС и ФДВР).
7. Сопровождение и развитие комплекса Sonix+ по запросам пользователей, адаптация Sonix+ для работы с DAQ- контроллерами на основе интерфейса USB-3. Подготовка новой версии комплекса, адаптированной для работы с форматом данных в виде списка событий.
8. Совершенствование концепции центрального хранилища данных с учетом полученного опыта его эксплуатации и практическая проверка возможных средств ее реализации.
9. Изучение радиационной стойкости материалов на установке для радиационных исследований.
10. Ввод в эксплуатацию новых измерительных устройств и контроллеров по заявкам ответственных за установки.

Сотрудничество:

Страна или международная организация	Город	Институт	Статус	Участники
Беларусь	Минск	НИИ ЯП БГУ	Обмен визитами	Кутень С.А. + 2 чел.
			Совместные работы	Дормешкин О.Б. + 3 чел.
Венгрия	Будапешт	Wigner RCP	Совместные работы	Рошта Л. + 2 чел.
Россия	Гатчина	НИЦ КИ ПИЯФ	Совместные работы	Алтынбаев Е.В.
				Булкин А.П. + 2 чел.
				Григорьев С.В.
	Дубна	Гос. ун-т "Дубна"	Протокол	Немченок И.Б. + 2 чел.
	Екатеринбург	ИФМ УрО РАН	Совместные работы	Кравцов Е.А. + 2 чел.
	Москва	НИЦ КИ	Совместные работы	Борисова П.А. + 2 чел.
	Москва, Троицк	ИЯИ РАН	Совместные работы	Садыков Р.А. + 2 чел.
Румыния	Бухарест	IFIN-HH	Протокол	Пентия М.
	Клуж-Напока	INCDTIM	Протокол	Пана О.
			Совместные работы	Раду С.
		UBB	Протокол	Рошиору К. + 3 чел.
		UTC-N	Протокол	Паскута П.
	Тырговиште	UVT	Протокол	Бенкуцэ Ю.
Узбекистан	Ташкент	ИЯФ АН РУз	Протокол	Ташметов М.Ю.
Чехия	Гусинец	UJV	Протокол	Харут Д.
Швеция	Лунд	ESS ERIC	Протокол	Халл-Вилтон Р.

	Проект /подпроект	Руководители	Статус
4.	Новый перспективный источник нейтронов в ОИЯИ	Лычагин Е.В. Швецов В.Н. Булавин М.В.	Реализация
ЛНФ		см. участников подпроекта