Соглашение № 14.616.21.0004


Ход выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 17 сентября 2014 года № 14.616.21.0004 Минобрнауки России по лоту шифр 2014-14-588-0001 по теме: «Проведение исследований, направленных на создание научно-технического задела с применением источников излучения фотонов и нейтронов на базе ускорителей и источников нейтронного излучения в рамках сотрудничества с научно-исследовательскими организациями и университетами Федеративной Республики Германия»

Этап №1 (сентябрь - декабрь 2014 года)

В ходе работ 1 этапа сотрудниками ОИКС/ОЭНС выполнялись следующие работы:

  1. Анализ научно-технической (научно-исследовательской, конструкторской, проектной) и нормативно-технической документации, а также других материалов, относящихся к нейтронным исследованиям по физике конденсированного состояния;
  2. Формулирование потенциальных направлений решения задач, поставленных в ТЗ ПНИ, и их сравнительная оценка;
  3. Обоснование выбора методики проведения численного моделирования нейтронных установок SANS-2, SANS-3, NERO, DCD;
  4. Численное моделирование установок SANS-2, SANS-3, NERO и DCD в исходной конфигурации;
  5. Выработка рекомендаций по модернизации нейтронных установок SANS-2, SANS-3, NERO и DCD при их размещении на реакторе ПИК.
  6. Оснащение напылительной установки ДИОГЕН в ПИЯФ по производству поляризующих нейтронных покрытий с нанопрослойками системой контроля остаточных газов;
  7. Анализ конструкционных решений путей повышения однородности поля магнитных систем многоканальных поляризаторов и анализаторов для нейтронных установок NERO, SANS-2, SANS-3, PolDi;
  8. Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-096.

При этом были получены следующие результаты:

  1. Проведение анализа документации, относящейся к нейтронным исследованиям по физике конденсированного состояния, было сделано для того, чтобы весь запланированный научно-технологический комплекс модернизации нейтронных установок по данному соглашению был выполнен с учетом современных мировых научных достижений в области нейтронного рассеяния. Здесь было проанализировано значение нейтронного рассеяния и его использования в физике конденсированного состояния. Также было приведено описание классов нейтронных приборов, к числу которых относятся перевозимые установки.
  2. Для решения задач, поставленных в техническом задании проекта будут предприняты численное моделирование нейтронных установок, переданных из HZG (Геестхахт, Германия), в исходной конфигурации. Это необходимо для проверки самой необходимости модификации и степени модификации установок при их размещении на РК ПИК. Главное направление модернизации видится в создании формирователей пучков для этих установок, эти формирователи могут также сочетать в себе функции поляризаторов пучков. В этой области ПИЯФ имеет хорошие традиции и является одним из лидеров в области изготовления элементов нейтронной оптики.
  3. Численное моделирование позволяет выбрать оптимальные параметры нейтронной установки. Оптимизация эффективности готовой нейтронной установки путем изменения некоторых ее геометрических характеристик также может оказаться весьма простой задачей при наличии точной модели установки. Для численного моделирования установок SANS-2, SANS-3, NERO, DCD, ARES, TEX-2, POLDI и FSS был выбран программный пакет McStas. Высокая достоверность расчетов McStas подтверждена многочисленными перекрестными вычислениями и экспериментальными проверками.
  4. Для численного моделирования установок SANS-2, SANS-3, NERO и DCD в исходной конфигурации был произведен поиск данных в литературных источниках значений светимости холодного источника реактора FRG-1, а также конфигурация нейтроноводной системы для всех установок. Для всех установок получены все основные характеристики нейтронного пучка, сечение, спектр, а также вертикальные и горизонтальные расходимости. Интенсивность полученных пробных дифрактограмм оказалась сравнима с полученными экспериментальными данными с этих приборов и позволяет судить о достоверности моделей.
  5. Рекомендации, выработанные по результатам моделирования касаются главным образом замены старых узлов, а также изменении геометрических размеров согласно требованиями для места размещения установок.
  6. Установка ДИОГЕН была оснащена системой контроля остаточных газов, которая показала, что состав масс-спектров остаточного газа определяется в основном ионами атомарного водорода Н+. Вслед за водородом наиболее интенсивными пиками масс-спектра являются пики воды Н2О+, азота N+, угарного газа СО+ и углекислого газа СО+. Другие линии масс-спектров остаточного газа образованы главным образом линиями фрагментов азота N+, кислорода О+, аргона Ar+ и различных соединений С, Н, N, О.
  7. Предложены по два варианта формирователя пучка для установок SANS-2 и NERO, а также конструкция веерного анализатора для NERO.
  8. Регламент поиска патентных исследований выполнен полностью. Просмотрена патентная документация РФ, Великобритании, Франции, Германии, США и Японии на глубину 20 лет по установленным классам международной патентной классификации и ключевым словам, а также научно-техническая документация. В результате поиска выявлены патенты достаточно близкие к тематике разработчика. Охранных документов, препятствующих применению результатов работ в РФ и других странах, не выявлено.

Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.

Этап №2 (январь - июнь 2015)

В ходе работ 2 этапа сотрудниками ОИКС/ОЭНС/ОИТОЭР были проведены следующие работы:

  1. Оптимизация с помощью численного моделирования рабочих параметров установки малоуглового рассеяния SANS-2 для ее размещения на реакторе ПИК.
  2. Оптимизация с помощью численного моделирования рабочих параметров установки малоуглового рассеяния SANS-3 для ее размещения на реакторе ПИК.
  3. Оптимизация с помощью численного моделирования рабочих параметров рефлектометра поляризованных нейтронов NERO для его размещения на реакторе ПИК.
  4. Оптимизация с помощью численного моделирования рабочих параметров установки ультрамалоуглового рассеяния DCD для ее размещения на реакторе ПИК.
  5. Расчет формирователей пучка с поляризационной опцией для нейтронных установок NERO и SANS-2.
  6. Расчет широкоапертурного (100×200 мм2) суперзеркального веерного анализатора поляризации для рефлектометра NERO.
  7. Модельный расчет и создание магнитной системы с повышенной однородностью поля на юстировочном столе для формирователя пучка с поляризационной опцией рефлектометра NERO.
  8. Модельный расчет и создание магнитной системы с повышенной однородностью поля на юстировочном столе для анализатора рефлектометра NERO.
  9. Нейтронные исследования многослойных магнитных и немагнитных покрытий для формирователя пучка рефлектометра NERO и установки SANS-2.
  10. Контрольная сборка рефлектометра поляризованных нейтронов NERO в нейтроноводном зале реактора ПИК.
  11. Изготовление эталонного для рефлектометра NERO образца Y/Dy.
  12. Аттестация эталонных образцов Y/Dy на рентгеновском рефлектометре с анализом полученных данных.
  13. Исследование магнитной структуры эталонного образца Y/Dy на действующем нейтронном рефлектометре с анализом полученных данных.
  14. Создание адиабатического радиочастотного флиппера с повышенной эффективностью для рефлектометра NERO и проведение его нейтронных испытаний.
  15. Исследование поляризующей эффективности нейтронных покрытий с нанопрослойками Ti.
  16. Исследование кинетики окисления нанослоев Co и перспектив их использования для улучшения поляризующей эффективности нейтронных покрытий.
  17. Создание двухсторонней российско-германской образовательной программы и начало ее выполнения;
  18. Подача заявки на патентование научно-интеллектуальной деятельности по теме «Нейтронный поляризационный рефлектометр»;
  19. Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-096;
  20. Разработка технической документации функциональной и электрической схемы рефлектометра поляризованных нейтронов NERO в нейтроноводном зале реактора ПИК;
  21. Подведение итогов 2 этапа и разработка промежуточного отчет о ПНИ;
  22. Разработка отчетной документации в соответствии с требованиями настоящего технического задания и актов Минобрнауки Росcии.

Перечень

работ по проекту, выполняемых иностранным партнером:

  1. Аттестация эталонных рефлектометрических образцов Y/Dy на рентгеновском рефлектометре с подгонкой полученных данных;
  2. Исследование магнитной структуры эталонного для рефлектометра NERO образца Y/Dy на действующем нейтронном рефлектометре с подгонкой полученных данных;
  3. Создание двухсторонней российско-германской образовательной программы и начало ее выполнение;
  4. Численное моделирование для оптимизации рабочих параметров стресс-дифрактометра ARES при его размещении на реакторе ПИК;
  5. Численное моделирование для оптимизации рабочих параметров дифрактометра для измерения текстуры TEX-2 при его размещении на реакторе ПИК;
  6. Численное моделирование для оптимизации рабочих параметров дифрактометра поляризованных нейтронов PolDi при его размещении на реакторе ПИК;
  7. Численное моделирование для оптимизации рабочих параметров время-пролетного фурье-дифрактометра FSS при его размещении на реакторе IBR-2m (Дубна).

При этом были получены следующие результаты:

В ходе второго этапа проводились работы по численному моделированию для дизайна и оптимизации нейтронных установок, переданных из Центра им. Гельмгольца Геестхахт (Германия), для их размещения на реакторном комплексе ПИК. Проведено численное моделирование установок SANS-2,SANS-3, NERO, DCD для их размещения на реакторе ПИК. За счет иностранного партнера (Центр им. Гельмгольца Геестхахт) проведено численное моделирование установок ARES, TEX-2, PolDi для их размещения на реакторе ПИК.

Также были получены следующие основные научные результаты. Проведены расчеты формирователей пучка с поляризационной опцией для нейтронных установок NERO и SANS-2, широкоапертурного суперзеркального веерного анализатора поляризации для рефлектометра NERO;

Проведены модельные расчеты и создана магнитная система с повышенной однородностью поля на юстировочном столе для формирователя пучка с поляризационной опцией и для анализатора рефлектометра NERO;

Проведены нейтронные исследования многослойных магнитных и немагнитных покрытий для формирователя пучка рефлектометра NERO и установки SANS-2

Создан адиабатический радиочастотный флиппер с повышенной эффективностью для рефлектометра NERO и проведены его нейтронные испытания;

Проведена контрольная сборка рефлектометра поляризованных нейтронов NERO в нейтроноводном зале реактора ПИК.

Изготовлены эталонные для рефлектометра NERO образцы Y/Dy и Y/Ho, которые были аттестованы на рентгеновском рефлектометре и на действующем нейтронном рефлектометре с последующим анализом полученных данных.

Проведены исследования поляризующей эффективности нейтронных покрытий с нанопрослойками Ti, а также кинетики окисления нанослоев Co и перспектив их использования для улучшения поляризующей эффективности нейтронных покрытий.

Начато формирование и выполнение двухсторонней российско-германской образовательной программы.

Подана заявка на патентование научно-интеллектуальной деятельности по теме «Нейтронный поляризационный рефлектометр».

Разработана техническая документация функциональной и электрической схемы рефлектометра поляризованных нейтронов NERO в нейтроноводном зале реактора ПИК.


Проведение работ по численному моделированию нейтронных станций осуществляется впервые в практике строительства нейтронных приборов в России. Эти наработки могут и будут использованы при проектировании десятков нейтронных станций реактора ПИК и их последующей модернизации. Для численного моделирования установок SANS-2, SANS-3, NERO, DCD, ARES, TEX-2, POLDI и FSS был выбран программный пакет McStas. Высокая достоверность расчетов McStas подтверждена многочисленными перекрестными вычислениями и экспериментальными проверками. Пакет разрабатывается совместно Датским Техническим Университетом (DTU), Университетом Копенгагена (CU), Институтом Пола Шерера (PSI) и Институтом Лауэ Ланжевена (ILL) – признанных мировых лидеров в области нейтронного рассеяния. McStas использует модифицированный метод Монте-Карло для расчета изменения нейтронных траекторий на оптических элементах, составляющих каждую нейтронную установку. Полученные в результате работ численные модели установок основаны на высокой достоверности расчетов с использованием McStas, базирующейся на многолетнем опыте аналогичных работ, определяющим мировой уровень науки.

На нейтронной установке SANS1 реактора FRM-2 в Мюнхене – аналоге установки по малоугловому рассеянию нейтронов SANS2 – проведены два совместных эксперимента по исследованию на эталонных образцов с проведением аппроксимации полученных данных и докладами на конференции по нейтронной спектроскопии «Спектрина-2015» в Гатчине и на международной конференции DMI-2015 в Пскове.

Поставленные на втором этапе задачи полностью выполнены, что служит твердым фундаментом для решения задач следующего этапа. Работа выполнена в срок в строгом соответствии с календарным планом и техническим заданием. Работы выполнены на высоком мировом уровне, что обусловлено используемыми методиками и постоянными взаимными консультациями между российской и немецкой сторонами.

Состоялись два двухдневных совещания представителей российского и немецкого партнеров в январе 2015 (г. Геестхахт, Германия) и июне 2015 (г. Гатчина, Россия). Немецкий партнер заинтересован в воссоздании нейтронных установок на реакторе ПИК в кратчайшие сроки, поскольку согласно договору он получает 15% нейтронного времени на этих приборах. Немецкие специалисты принимают непосредственное участие в каждом этапе сборки: от моделирования, до тестовых испытаний.


Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.


Этап №3 (июль - декбрь 2015)

В ходе работ 3 этапа сотрудниками ОИКС/ОЭНС/ОИТОЭР были проведены следующие работы:

  1. Контрольная сборка стресс дифрактометра ARES в нейтроноводном зале реактора ПИК;
  2. Аттестация эталонных стресс-образцов TiAl на рентгеновском дифрактометре с анализом полученных данных;
  3. Исследование внутренних напряжений эталонных стресс-образцов TiAl на действующем нейтронном стресс-дифрактометре с анализом полученных данных;
  4. Исследование поляризующей эффективности нейтронных покрытий с нанопрослойками Co;
  5. Расчет широкоапертурного суперзеркального анализатора поляризации для установки малоуглового рассеяния SANS-2;
  6. Нейтронное исследование многослойных магнитных и немагнитных покрытий для формирователя пучка установки малоуглового рассеяния SANS-2;
  7. Исследование особенностей прохождения нейтронов через каналы поляризаторов/ анализаторов и других факторов, влияющих на их рабочие характеристики;
  8. Разработка технической документации функциональной и электрической схемы стресс дифрактометра ARES в зале реактора ПИК;
  9. Подведение итогов 3 этапа и разработка промежуточного отчета о ПНИ;
  10. Разработка отчетной документации в соответствии с требованиями настоящего технического задания и актов Минобрнауки Росcии.

Перечень работ по проекту, выполняемых иностранным партнером:

  1. Изготовление эталонных стресс-образцов TiAl для установки ARES.
  2. Аттестация эталонных стресс-образцов TiAl на рентгеновском дифрактометре с анализом полученных данных.
  3. Исследование эталонных стресс-образцов TiAl на действующем нейтронном стресс-дифрактометре с анализом полученных данных.
  4. Выполнение двухсторонней российско-германской образовательной программы.


При этом были получены следующие результаты:

В ходе третьего этапа были получены следующие основные научные результаты: Проведена контрольная сборка нейтронного стресс дифрактометра ARES.

Проведена аттестация эталонных образцов TiAl на рентгеновском дифрактометре с анализом полученных данных;

Проведено исследование внутренних напряжений эталонных TiAl на действующем нейтронном стресс-дифрактометре с анализом полученных данных;

Проведено исследование поляризующей эффективности нейтронных покрытий с нанопрослойками Co.

Проведены расчеты широкоапертурного суперзеркального анализатора поляризации для установки малоуглового рассеяния SANS-2;

Проведены нейтронные исследования многослойных магнитных и немагнитных покрытий для формирователя пучка установки малоуглового рассеяния SANS-2;

Проведены исследования особенностей прохождения нейтронов через каналы поляризаторов/ анализаторов и других факторов, влияющих на их рабочие характеристики;

Продолжено выполнение двухсторонней российско-германской образовательной программы.

Проведение работ по контрольной сборке нейтронных установок приводит к освоению технологии их строительства и внедрение этих технологий в практику использования подобных нейтронных приборов в России. Эти наработки будут использованы при проектировании и строительстве десятков нейтронных станций реактора ПИК и их последующей модернизации. Для модернизации установок активно применяется численное моделирование с использованием программного пакета McStas, который использует модифицированный метод Монте-Карло для расчета изменения нейтронных траекторий на оптических элементах, составляющих каждую нейтронную установку. Высокая достоверность расчетов McStas подтверждена многочисленными перекрестными вычислениями и экспериментальными проверками. Полученные в результате работ численные модели установок основаны на высокой достоверности расчетов с использованием McStas, базирующихся на многолетнем опыте аналогичных работ, определяющих мировой уровень науки. Комбинирование опыта, полученного при сборке установок и моделировании их последующей модернизации, выводит работы, выполняемые по проекту на мировой уровень.

На нейтронной установке SANS1 и установке REFSANS, расположенных на реакторе FRM-2 в Мюнхене – аналоге установки по малоугловому рассеянию нейтронов SANS2 – проведены четыре совместных эксперимента по исследованию на эталонных образцов с проведением аппроксимации полученных данных и докладами на конференции по малоугловому рассеянию «МУРомец-2015», на школе по физике поляризованных нейтронов «Школа ФПН-2015» в Гатчине и на международной конференции ECNS-2015 в Сарагосе (Испания).

Поставленные на третьем этапе задачи полностью выполнены, что служит твердым фундаментом для решения задач следующего этапа. Работа выполнена в срок в строгом соответствии с календарным планом и техническим заданием. Работы выполнены на высоком мировом уровне, что обусловлено используемыми методиками и постоянными взаимными консультациями между российской и немецкой сторонами.

Состоялось двухдневное совещание представителей российского и немецкого партнеров в декабре 2015 (г. Мюнхен, Германия). Немецкий партнер заинтересован в воссоздании нейтронных установок на реакторе ПИК в кратчайшие сроки, поскольку согласно договору он получает 15% нейтронного времени на этих приборах. Немецкие специалисты принимают непосредственное участие в каждом этапе сборки.



Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.


Этап №4 (январь - июнь 2016)


В ходе работ 4 этапа сотрудниками ОИКС/ОЭНС/ОИТОЭР были проведены следующие работы:


  1. Контрольная сборка установки малоуглового рассеяния SANS-2 в нейтроноводном зале реактора ПИК;
  2. Изготовление эталонных образцов моногерманидов переходных металлов для установки SANS-2;
  3. Аттестация эталонных образцов моногерманидов переходных металлов для установки SANS-2 на рентгеновском дифрактометре с анализом полученных данных;
  4. Исследование магнитной структуры эталонных для установки SANS-2 образцов моногерманидов переходных металлов на действующей нейтронной установке малоуглового рассеяния с анализом полученных данных;
  5. Изготовление и нейтронное исследование формирователя пучка для установки SANS-2;
  6. Расчет формирователя пучка с поляризационной опцией для установки малоуглового рассеяния SANS-3;
  7. Расчет широкоапертурного суперзеркального анализатора поляризации для установки малоуглового рассеяния SANS-3;
  8. Подача заявки на патентование научно-интеллектуальной деятельности по теме «Формирователь пучка с опцией поляризатора для установки малоуглового рассеяния нейтронного пучка»;
  9. Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-096;
  10. Разработка технической документации функциональной и электрической схемы установки малоуглового рассеяния SANS-2 в нейтроноводном зале реактора ПИК;
  11. Подведение итогов 4 этапа и разработка промежуточного отчета о ПНИ;
  12. Разработка отчетной документации в соответствии с требованиями настоящего технического задания и актов Минобрнауки Росии.


Перечень работ по проекту, выполняемых иностранным партнером:


  1. Аттестация эталонных для установки SANS-2 образцов моногерманидов переходных металлов на рентгеновском дифрактометре с подгонкой полученных данных;
  2. Исследование магнитной структуры эталонных для установки SANS-2 образцов моногерманидов переходных металлов на действующей нейтронной установке малоуглового рассеяния с подгонкой полученных данных;
  3. Выполнение двухсторонней российско-германской образовательной программы.


При этом были получены следующие результаты:

В ходе четвертого этапа были получены следующие основные научные результаты.

Проведена контрольная сборка установки малоуглового рассеяния SANS-2 в нейтроноводном зале реактора ПИК.

Проведена аттестация эталонных образцов моногерманидов переходных металлов для установки SANS-2 на рентгеновском дифрактометре с анализом полученных данных;

Проведено исследование магнитной структуры эталонных для установки SANS-2 образцов моногерманидов переходных металлов на действующей нейтронной установке малоуглового рассеяния с анализом полученных данных;

Проведено нейтронное исследование формирователя пучка для установки SANS-2.

Проведены расчеты формирователя пучка с поляризационной опцией для установки малоуглового рассеяния SANS-3;

Проведены расчеты широкоапертурного суперзеркального анализатора поляризации для установки малоуглового рассеяния SANS-3;

Подана заявка на патентование научно-интеллектуальной деятельности по теме «Формирователь пучка с опцией поляризатора для установки малоуглового рассеяния нейтронного пучка».

Продолжено выполнение двухсторонней российско-германской образовательной программы.

Проведение работ по контрольной сборке нейтронных установок приводит к освоению технологии их строительства и внедрение этих технологий в практику использования подобных нейтронных приборов в России. Эти наработки будут использованы при проектировании и строительстве десятков нейтронных станций реактора ПИК и их последующей модернизации. Для модернизации установок активно применяется численное моделирование с использованием программного пакета McStas, который использует модифицированный метод Монте-Карло для расчета изменения нейтронных траекторий на оптических элементах, составляющих каждую нейтронную установку. Высокая достоверность расчетов McStas подтверждена многочисленными перекрестными вычислениями и экспериментальными проверками. Полученные в результате работ численные модели установок основаны на высокой достоверности расчетов с использованием McStas, базирующихся на многолетнем опыте аналогичных работ, определяющих мировой уровень науки. Комбинирование опыта, полученного при сборке установок и моделировании их последующей модернизации, выводит работы, выполняемые по проекту на мировой уровень.

На нейтронной установке PA20, расположенной в лаборатории ЛЛБ в Сакле – аналоге установки по малоугловому рассеянию нейтронов SANS2 – проведены совместные эксперименты по исследованию на эталонных образцах с проведением аппроксимации полученных данных и докладами на конференции «Дифракция нейтронов - 2016» и на конференции по нейтронной спектроскопии «Спектрина - 2016» в Гатчине.

Поставленные на четвертом этапе задачи полностью выполнены, что служит твердым фундаментом для решения задач следующего этапа. Работа выполнена в срок в строгом соответствии с календарным планом и техническим заданием. Работы выполнены на высоком мировом уровне, что обусловлено используемыми методиками и постоянными взаимными консультациями между российской и немецкой сторонами.

Состоялось двухдневное совещание представителей российского и немецкого партнеров в мае 2016 (г. Гатчина, Россия). Немецкий партнер заинтересован в воссоздании нейтронных установок на реакторе ПИК в кратчайшие сроки, поскольку согласно договору он получает 15% нейтронного времени на этих приборах. Немецкие специалисты принимают непосредственное участие в каждом этапе сборки.


Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.


Этап №5 (июль - декабрь 2016)

В ходе работ 5 этапа сотрудниками ОИКС/ОЭНС/ОИТОЭР были проведены следующие работы:

  1. Контрольная сборка установки малоуглового рассеяния SANS-3 в нейтроноводном зале реактора ПИК;
  2. Изготовление эталонных образцов – мембран анодированного оксида алюминия для установки SANS-3;
  3. Аттестация эталонных образцов – мембран анодированного оксида алюминия на рентгеновском дифрактометре с анализом полученных данных;
  4. Исследование магнитной структуры эталонных образцов – мембран анодированного оксида алюминия на действующей нейтронной установке малоуглового рассеяния с анализом полученных данных;
  5. Изготовление и нейтронное исследование формирователя пучка с поляризационной опцией для нейтронного рефлектометра NERO;
  6. Изготовление и нейтронное исследование многоканального анализатора для нейтронного рефлектометра NERO;
  7. Разработка технической документации функциональной и электрической схемы установки малоуглового рассеяния SANS-3 в нейтроноводном зале реактора ПИК;
  8. Подведение итогов 5 этапа и разработка промежуточного отчета о ПНИ;
  9. Разработка отчетной документации в соответствии с требованиями настоящего технического задания и актов Минобрнауки России;



Перечень работ по проекту, выполняемых иностранным партнером:



  1. Аттестация эталонных для установки SANS-3 образцов мембран анодированного оксида алюминия на рентгеновском дифрактометре с анализом полученных данных.
  2. Исследование магнитной структуры эталонных для установки SANS-3 образцов мембран анодированного оксида алюминия на действующей нейтронной установке малоуглового рассеяния с анализом полученных данных.
  3. Выполнение двухсторонней российско-германской образовательной программы.



При этом были получены следующие результаты:
В ходе пятого этапа были получены следующие основные научные результаты. Проведена контрольная сборка установки малоуглового рассеяния SANS-3 в нейтроноводном зале реактора ПИК.
Проведена аттестация эталонных образцов – мембран анодированного оксида алюминия на рентгеновском дифрактометре с анализом полученных данных;
Проведено исследование магнитной структуры эталонных образцов – мембран анодированного оксида алюминия на действующей нейтронной установке малоуглового рассеяния с анализом полученных данных;
Проведено нейтронное исследование формирователя пучка с поляризационной опцией для нейтронного рефлектометра NERO.
Проведено нейтронное исследование многоканального анализатора для нейтронного рефлектометра NERO.
Продолжено выполнение двухсторонней российско-германской образовательной программы.



Проведение работ по контрольной сборке нейтронных установок приводит к освоению технологии их строительства и внедрение этих технологий в практику использования подобных нейтронных приборов в России. Эти наработки будут использованы при проектировании и строительстве десятков нейтронных станций реактора ПИК и их последующей модернизации. Для модернизации установок активно применяется численное моделирование с использованием программного пакета McStas, который использует модифицированный метод Монте-Карло для расчета изменения нейтронных траекторий на оптических элементах, составляющих каждую нейтронную установку. Высокая достоверность расчетов McStas подтверждена многочисленными перекрестными вычислениями и экспериментальными проверками. Полученные в результате работ численные модели установок основаны на высокой достоверности расчетов с использованием McStas, базирующихся на многолетнем опыте аналогичных работ, определяющих мировой уровень науки. Комбинирование опыта, полученного при сборке установок и моделировании их последующей модернизации, выводит работы, выполняемые по проекту на мировой уровень.



На нейтронной установке SANS1, расположенной в нейтронном центре MLZ в Мюнхене – аналоге установки по малоугловому рассеянию нейтронов SANS3 – проведены совместные эксперименты по исследованию эталонных образцов с проведением аппроксимации полученных данных и докладами на конференции по малоугловому рассеянию «МУРомец-2016» в Гатчине (Россия), на конференции по рассеянию поляризованных нейтронов «PNCMI-2016» во Фряйзинге (Германия) и на школе по физике поляризованных нейтронов «Школа ФПН-2016» в Гатчине.
Поставленные на пятом этапе задачи полностью выполнены, что служит твердым фундаментом для решения задач следующего этапа. Работа выполнена в срок в строгом соответствии с календарным планом и техническим заданием. Работы выполнены на высоком мировом уровне, что обусловлено используемыми методиками и постоянными взаимными консультациями между российской и немецкой сторонами.
Состоялось двухдневное совещание представителей российского и немецкого партнеров в декабре 2016 (г. Геестхахт, Германия). Немецкий партнер заинтересован в воссоздании нейтронных установок на реакторе ПИК в кратчайшие сроки, поскольку согласно договору он получает 15% нейтронного времени на этих приборах. Немецкие специалисты принимают непосредственное участие в каждом этапе сборки.



Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.



Этап №6 (январь - июнь 2017)

В ходе работ 6 этапа сотрудниками ОИКС/ОЭНС/ОИТОЭР были проведены следующие работы:

  1. Контрольная сборка установки ультра-малоуглового рассеяния DCD в нейтроноводном зале реактора ПИК;
  2. Изготовление эталонных образцов с различной фрактальной размерностью для установки DCD;
  3. Аттестация эталонных образцов с различной фрактальной размерностью на рентгеновских установках малоуглового рассеяния с проведением анализа полученных данных;
  4. Исследование структуры эталонных образцов с различной фрактальной размерностью на нейтронных установках типа DCD с анализом полученных данных;
  5. Подача заявки на патентование научно-интеллектуальной деятельности по теме «Способ аттестации когерентного объема нейтронного пучка на установках малоуглового рассеяния нейтронов с помощью мембран анодированного оксида алюминия»;
  6. Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-096.
  7. Разработка технической документации функциональной и электрической схемы установки ультрамалоуглового рассеяния DCD в нейтроноводном зале реактора ПИК;
  8. Подведение итогов 6 этапа и разработка промежуточного отчета о ПНИ;
  9. Разработка отчетной документации в соответствии с требованиями настоящего технического задания и актов Минобрнауки Росcии.



Перечень работ по проекту, выполняемых иностранным партнером:

  1. Аттестация эталонных образцов с различной фрактальной размерностью на рентгеновских установках малоуглового рассеяния с анализом полученных данных;
  2. Исследование эталонных образцов с различной фрактальной размерностью на нейтронных установках типа DCD с анализом полученных нейтронных данных;
  3. Выполнение двухсторонней российско-германской образовательной программы.



При этом были получены следующие результаты:
В ходе шестого этапа были получены следующие основные научные результаты. Проведена контрольная сборка установки ультра-малоуглового рассеяния DCD в нейтроноводном зале реактора ПИК.
Выполнено изготовление эталонных образцов с различной фрактальной размерностью для установки DCD;
Проведена аттестация эталонных образцов с различной фрактальной размерностью на рентгеновских установках малоуглового рассеяния с проведением анализа полученных данных;
Проведено исследование структуры эталонных образцов с различной фрактальной размерностью на нейтронных установках типа DCD с анализом полученных данных;
Подана заявка на патентование научно-интеллектуальной деятельности по теме «Способ аттестации когерентного объема нейтронного пучка на установках малоуглового рассеяния нейтронов с помощью мембран анодированного оксида алюминия»;
Продолжено выполнение двухсторонней российско-германской образовательной программы.



Проведение работ по контрольной сборке нейтронных установок приводит к освоению технологии их строительства и внедрение этих технологий в практику использования подобных нейтронных приборов в России. Эти наработки будут использованы при проектировании и строительстве десятков нейтронных станций реактора ПИК и их последующей модернизации. Для модернизации установок активно применяется численное моделирование с использованием программного пакета McStas, который использует модифицированный метод Монте-Карло для расчета изменения нейтронных траекторий на оптических элементах, составляющих каждую нейтронную установку. Высокая достоверность расчетов McStas подтверждена многочисленными перекрестными вычислениями и экспериментальными проверками. Полученные в результате работ численные модели установок основаны на высокой достоверности расчетов с использованием McStas, базирующихся на многолетнем опыте аналогичных работ, определяющих мировой уровень науки. Комбинирование опыта, полученного при сборке установок и моделировании их последующей модернизации, выводит работы, выполняемые по проекту на мировой уровень.
На нейтронных установках SANS1 и KWS3, расположенной в нейтронном центре MLZ в Мюнхене – аналогах установок по малоугловому рассеянию нейтронов SANS2, SANS3 и DCD в Гатчине – проведены совместные эксперименты по исследованию эталонных образцов с проведением аппроксимации полученных данных и докладами на конференции «Дифракция нейтронов - 2017».
Поставленные на шестом этапе задачи полностью выполнены, что служит твердым фундаментом для решения задач следующего этапа. Работа выполнена в срок в строгом соответствии с календарным планом и техническим заданием. Работы выполнены на высоком мировом уровне, что обусловлено используемыми методиками и постоянными взаимными консультациями между российской и немецкой сторонами.
Состоялось двухдневное совещание представителей российского и немецкого партнеров в мае 2017 (г. Гатчина, Россия). Немецкий партнер заинтересован в воссоздании нейтронных установок на реакторе ПИК в кратчайшие сроки, поскольку согласно договору он получает 15% нейтронного времени на этих приборах. Немецкие специалисты принимают непосредственное участие в каждом этапе сборки.



Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.

Вверх