На сессиях ПКК

Реактор заработал, спектрометры улучшены

26 июня в смешанном формате работала 61-я сессия ПКК по физике конденсированных сред. Члены комитета ознакомились с информацией о выполнении рекомендаций 60-й сессии ПКК, о резолюции 137-й сессии Ученого совета и решениях заседания КПП.

С докладом "Текущий статус реактора ИБР-2 и итоговый отчет по проекту "Развитие исследовательской ядерной установки ИБР-2 с комплексом криогенных замедлителей нейтронов" и подпроекта "Создание комплекса криогенных замедлителей реактора ИБР-2" выступил Е.В.Лычагин. Вот как он прокомментировал свой доклад:

Егор Лычагин

- Самая главная новость - то, что реактор заработал после длительной остановки, которой никогда не было в его истории, - больше трех лет. Мы немного переживали, как он поведет себя после такого длительного перерыва, но практика показала, что с ним всё хорошо. Он может стабильно работать на мощности до полутора МВт, что мы и планируем. Возможность поднять мощность выше проектной (2 МВт) требует дополнительного изучения. Весной мы объявили сбор заявок на осенне-зимнюю серию циклов. Мы не знали, как после такого перерыва откликнутся пользователи, хотя старались максимально широко распространить информацию о возобновлении работы реактора. Переживания были, но количество заявок оказалось таким же, как до остановки, - чуть больше 100 на полгода. Поменялась география пользователей: уменьшилось число заявок из Европы: из Польши, Румынии, Чехии. Неожиданно на втором месте среди новых пользователей оказалась Армения, достаточно ожидаемо свой интерес проявил Египет, став полноправным членом ОИЯИ.

После долгих обсуждений мы пришли к выводу что, по крайней мере сегодня, создавать третий холодный замедлитель нет необходимости. Сегодня созданный комплекс криогенных замедлителей, который состоит из двух замедлителей и двух криогенных машин, нас удовлетворяет, и мы хотим зафиксировать эту конфигурацию. Может быть, через некоторое время мы к этому вопросу вернемся, но на сегодня считаем, что комплекс сформирован.

От членов ПКК поступил запрос на информацию о ходе работ по новому источнику нейтронов, мы готовы на следующей встрече сделать специальный доклад на эту тему. Ведется работа по подготовке документов на обоснование нового источника: какая наука будет на нем делаться, какие инструменты для этого мы планируем построить и каким должен быть сам источник. Несколько дней назад мы опубликовали первую часть этого обоснования - описание направлений научных исследований, которые предполагаем развивать на новом источнике. Я надеюсь, члены Программного комитета с ним ознакомятся, дадут нам советы. Некоторые из них читали этот текст в процессе подготовки и делали замечания. Я благодарен всем сотрудникам лаборатории, которые приняли участие в создании этого труда и курировавшим работу над первым томом С.А.Куликову и Н.Кучерке.

Ситуация с экспертами, занимающимися отбором предложений на эксперименты, не улучшилась?

- Ситуация с экспертами такая. Мы стараемся, чтобы эти группы были международными. Далеко не все страны имеют развитую науку в области нейтронного рассеяния - перечень стран, экспертов из которых мы можем привлекать, ограничен. Второе ограничение: даже те страны, где есть развитая наука по нейтронному рассеянию, особенно европейские, имеют формальные ограничения не взаимодействовать с ОИЯИ, с учеными из России. В силу этих причин, наши прежние экспертные комитеты, которые работали до остановки реактора, практически перестали существовать. Мы собрали четыре новых комитета. Прошедший раунд экспертизы предложений на эксперименты показал, что двум из них работать тяжело: в них по девять экспертов, на которых легла достаточно большая нагрузка. Пришлось немного увеличить время экспертизы, и эти группы нам бы хотелось усилить. Поэтому я уже два года прошу членов комитета посоветовать нам, с кем мы могли бы сотрудничать в этой области. Сейчас у нас экспертные группы расширились: появились эксперты из Кореи, ЮАР, Китая, Индии.

О текущем состоянии спектрометра малоуглового рассеяния нейтронов ЮМО рассказал А.И.Иваньков. Первые итоги работы комплекса спектрометров после возобновления эксплуатации реактора ИБР-2 подвел Д.П.Козленко:

Денис Козленко

- Через три с лишним года возобновилась работа реактора ИБР-2. Это время мы использовали для модернизации установок комплекса спектрометров. Было сделано довольно много: разработаны новые детекторы для спектрометров, системы окружения образца, произведена замена элементов нейтроноводных систем, что позволит улучшить параметры установок, расширить технические возможности для проведения экспериментов. Поэтому основные цели, которые мы ставили себе в первых тестовых циклах этого года, - это, в первую очередь, завершить модернизацию, ввести в строй новые элементы установок, провести первые эксперименты и начать научную работу на комплексе спектрометров.

В целом многое из запланированного удалось выполнить. На Фурье-дифрактометре высокого разрешения проведены работы по запуску нового сцинтилляционного детектора обратного рассеяния, разработанного в сотрудничестве двух отделов - НЭОНИКС и НЭОКС. Он обеспечит покрытие большого телесного угла, примерно в 10 раз больше, чем старый детектор, что существенно улучшит параметры и возможности установки. Детектор позволит достичь такого же высокого разрешения в структурных исследованиях, как и ранее, на уровне 0,1 процента. Данная работа будет продолжена, поскольку есть необходимость совершенствования электроники накопления данных. В связи с тем, что детектор имеет очень большую площадь, имевшаяся электроника не справлялась с новыми объемами данных. Предполагается, что в течение ближайших месяцев работа будет закончена, после чего можно будет начать полноценную научную деятельность.

На дифрактометре ФСД также была введена в эксплуатацию новая детекторная система с увеличенным телесным углом, разработанная в отделе НЭОКС в сотрудничестве с отделом НЭОНИКС. Она хорошо себя проявила, но возникли аналогичные проблемы с электроникой, которые мы решаем. Новая электроника накопления данных в целом разработана и проходит стадию тестирования, после чего можно будет возобновить полномасштабную экспериментальную работу.

На дифрактометрах для изучения кристаллической и магнитной структуры материалов при высоких давлениях также проведен большой объем работ по модернизации. На установке ДН-6 заменена центральная часть нейтроноводной системы, что улучшило средний поток нейтронов на образце примерно в два раза. Это расширит наши возможности для уникальных экспериментов со сверхвысокими давлениями в перспективе вплоть до половины мегабара (500 тысяч атмосфер), эксперименты такого уровня можно провести лишь в нескольких передовых мировых нейтронных центрах. Также был создан еще один элемент детекторной системы, который позволит нам расширить возможности исследования магнитных структур под давлением.

Ведутся работы по реконструкции дифрактометра Эпсилон. После их завершения на этой установке планируется начать исследования в новом направлении, связанном с текстурным анализом объектов культурного наследия. В нашем отделе довольно давно ведутся исследования объектов культурного наследия в сотрудничестве с разными организациями, в частности с Институтом археологии РАН. Основные методы - радиография и томография, и предполагается, что исследование текстуры таких объектов позволит получать дополнительную важную информацию. Конечно, на этой установке можно будет также проводить традиционные для нашей лаборатории исследования текстуры различных геофизических, конструкционных материалов. Также на другом дифрактометре СКАТ для текстурных исследований были созданы второе детекторное кольцо и дополнительный гониометрический узел образца. Это позволит одновременно измерять текстуру двух образцов и увеличить количество проводимых экспериментов.

На ряде установок значительной модернизации не проводилось, там шли эксперименты как методического, так и научного характера. На установке ЮМО реализован ряд методических экспериментов, проведены исследования биологических объектов. На установке НЕРА изучалась колебательная динамика материалов, используемых в фармакологии и медицине, кетопрофена и ибупрофена. На дифрактометре ДРВ проведены исследования различных функциональных материалов, например, наноструктурированных оксидов цинка, допированных медью. Такие соединения имеют широкие перспективы практического использования, например, в качестве фотокатализаторов. На спектрометре ДН-12 проводились работы по модернизации детекторной системы и научные эксперименты - исследованы структурные и магнитные свойства наночастиц магнетита, допированных редкоземельными металлами.

Кроме того, несмотря на то, что возобновление полноценной пользовательской программы планируется только осенью этого года, был сделан ряд заявок в рамках системы быстрого доступа пользователей для коротких экспериментов.

В целом, результаты, полученные в тестовых циклах, показали, что проведенная модернизация позволит заметно улучшить эффективность работы нескольких спектрометров, расширить экспериментальные возможности и обеспечить увеличение количества проводимых экспериментов на ряде установок.

Павел Алексеев

Первые прозвучавшие доклады прокомментировал член ПКК П.А.Алексеев (НИЦ "Курчатовский институт"):

- Очень здорово, что успешно завершился проект по созданию холодных источников для ИБР-2. Холодные нейтроны важны в физике конденсированного состояния, в биологических и других исследованиях. Идея оригинальная, исполнение хорошее, источники заработали, - всё замечательно, и мы будем получать хорошие результаты. То, что реактор удалось оживить, - это тоже очень важно, потому что другого пока нет. Во всей стране это пока единственный фактически работающий на экспериментаторов источник нейтронов.

Что касается нового источника нейтронов, на смену ИБР-2, то исходная идея была великолепна: источник нового уровня, базирующийся на ускорителе с короткой вспышкой, что обеспечило бы еще более широкий спектр экспериментальных задач. Когда по техническим причинам отказались от ускорителя, то пришли к идее реактора на новом делящемся материале - нептунии вместо плутония. Сейчас получается, что и этот рубеж отступления не устоял, насколько я понимаю. Но новый реактор должен быть - какой будет, такой будет. Будет в полтора-два раза больше поток нейтронов - и слава Богу.

Замечательно, что в ОИЯИ для дирекции важно мнение Ученого совета и наших программных комитетов. Дубна, похоже, одно из немногих мест в стране, где, если Ученый совет решил, дирекция выполняет, Полномочные представители утвердили - и очень хорошо. В этом - главное счастье тех, кто работает в Дубне. У вас на Ученых советах активно обсуждают вопросы науки, когда мне доводилось в них участвовать - это было очень приятно, и я радовался за сотрудников ОИЯИ.

На сессии прозвучали два научных доклада - "Магнетизм и сверхпроводимость в периодических и квазипериодических низкоразмерных слоистых системах" (В.Д.Жакетов), "Конформационная динамика Aβ-42 в липосоме при различных значениях рН: комбинированный спектроскопический и вычислительный подход" (Е.Арынбек), состоялась постерная сессия работ молодых ученых ЛНФ в области конденсированных сред.

Заключительное слово предоставим председателю ПКК профессору Денешу Надю.

Сессия была непривычно короткой. Возможно, из-за того, что реактор не работал более трех лет, не открывались новые темы, был сделан один отчет по закрывающейся теме в рамках доклада директора ЛНФ о текущем статусе реактора. Первые итоги работы спектрометров после модернизации подвел Д.П.Козленко. Как их оценил ПКК?

- Действительно, 16 октября 2021 года реактор ИБР-2 пришлось остановить из-за утечки во вторичном контуре охлаждения воздушного теплообменника, и после длительной процедуры получения разрешения установка снова вышла на критичность 17 февраля 2025 года. Хотя мы ожидаем возобновления обычной пользовательской программы только в начале 2026 года, призыв к подаче заявок на пучковое время в 2025 году был объявлен без каких-либо задержек, и поданные заявки были оценены научными экспертами в последние дни мая и в начале июня. Что касается доклада доктора Дениса Козленко, то он был хорошо принят членами ПКК.

Встреча членов комитета с дирекцией на этой сессии мне показалась очень непродолжительной. Было мало тем для обсуждения или вы их быстро обсудили?

- Это стало следствием того досадного обстоятельства, что ни директор ОИЯИ Григорий Трубников, ни профессор Лачезар Костов из-за других неотложных дел не смогли принять участие (даже удаленно) во встрече членов ПКК с дирекцией ОИЯИ. Поскольку встреча была запланирована до основных докладов сессии, мы были вынуждены обсуждать пункты повестки дня заседания ПКК, которые еще не были выполнены. Это, конечно, нонсенс, и я очень надеюсь, что в будущем таких ситуаций не будет.

В постерной сессии участвовали только четыре работы молодых ученых. В этот раз не было проблем с выбором лучшего постера?

- Стендовая сессия на этот раз была организована совершенно по-новому. Сначала был проведен предварительный отбор в лабораториях, а на заседании ПКК состоялись четыре устных доклада. После голосования членов ПКК лучшим докладом сессии был признан доклад "Автоматизированная сегментация пор и трещин в нейтронных, синхротронных и рентгеновских томографических данных с использованием свёрточной нейронной сети UNet 3+" Булата Бакирова (ЛНФ). Автору будет вручен диплом ПКК на следующей сессии. Была дискуссия о том, стоит ли нам использовать этот метод в будущем, но, судя по всему, на следующем заседании в январе 2026 года мы не будем менять процедуру. Однако одно можно сказать наверняка: мы никогда не вернемся к печатным постерам, этот подход определенно ушел в прошлое.

Ольга ТАРАНТИНА,
фото Игоря ЛАПЕНКО