Импульсный
источник нейтронов
Участвующие страны и международные организации: Азербайджан, Аргентина, Армения, Беларусь, Болгария, Венгрия, Вьетнам, Германия, Египет, Индия, Испания, Италия, Казахстан, Китай, Куба, Латвия, МАГАТЭ, Монголия, Польша, Россия, Румыния, Сербия, Словакия, США, Таджикистан, Узбекистан, Франция, Чехия, Швейцария, Швеция, ЮАР, Япония. Изучаемая проблема и основная цель исследований: Установление взаимосвязи между особенностями структурного строения материала и его физическими свойствами на микроскопическом уровне является одной из основополагающих задач, определяющих развитие современных представлений в области физики конденсированных сред, материаловедения, химии, геофизики, инженерных наук, биологии и фармакологии. Уникальное преимущество использования нейтронных методов исследования делает их применение наиболее оптимальным, а в ряде случаев и единственным подходом для решения широкого спектра актуальных фундаментальных и прикладных задач. Для успешного выполнения программы нейтронных исследований первостепенное значение имеет поддержка и развитие крупных инфраструктур, охватывающих источник нейтронов и комплекс спектрометров. Главной задачей проекта развития действующего источника нейтронов является повышение эффективности использования исследовательской ядерной установки ИБР-2 при реализации программы экспериментальных исследований, обеспечение эксплуатационной надежности и безопасности реактора. Регулярная эксплуатация исследовательской ядерной установки ИБР-2 осуществляется в соответствии с лицензией Ростехнадзора со средней мощностью до 2 МВт. На установке ИБР-2 используются современные системы управления и защиты, анализа и диагностики состояния реактора, дозиметрического контроля и мониторинга радиационной обстановки. Основной задачей проекта развития комплекса спектрометров является постоянное совершенствование имеющихся в распоряжении ученых экспериментальных методик. Это достигается главным образом за счет увеличения числа управляемых и контролируемых параметров, количества детекторов и систем окружения образца, используемых в эксперименте. Качество улучшается также благодаря их усовершенствованию, повышению требований к точности и быстродействию систем сбора данных, обеспечению дистанционного управления подсистемами спектрометра и экспериментом. Пользовательский режим работы спектрометров ИБР-2 выдвигает дополнительные требования к оборудованию спектрометров, системам управления и контроля, а также к системам сбора данных, которые должны быть просты в освоении и использовании, иметь удобный графический интерфейс и обеспечивать интернет-доступ к результатам измерений. Разработка концепции нового импульсного реактора на быстрых нейтронах была включена в Семилетний план развития ОИЯИ на 2017-2023 годы, что имеет ключевое значение для успешного продолжения программы нейтронных исследований после окончания срока эксплуатации ИБР-2. По результатам совместной научно-исследовательской работы ОИЯИ и АО НИКИЭТ (ГК «Росатом»), которая заключалась в анализе вариантов исполнения высокопоточного импульсного источника нейтронов периодического действия, для дальнейшей проработки была выбрана концепция импульсного быстрого реактора НЕПТУН с топливом на основе нитрида нептуния. К основным этапам разработки концепции нового реактора НЕПТУН относятся: разработка предварительной научной программы и определение состава комплекса научных установок для проведения нейтронных исследований, разработка технических заданий для эскизного и инфраструктурного проектов, обоснование конструкции нового источника нейтронов, а также реализация программы научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы, включающей в себя расчетно-экспериментальное исследование динамики импульсных реакторов, оптимизацию конструкции основных систем реактора, разработку нитрид-нептуниевого топлива и твэлов на его основе, оптимизацию конфигурации комплекса замедлителей, разработку макетов или специальных испытательных стендов.
Проекты / подпроекты:
Краткая аннотация и научное обоснование:
Главной
задачей темы
является повышение
эффективности
использования
исследовательской
ядерной установки
Регулярная эксплуатация исследовательской ядерной установки ИБР-2 осуществляется в соответствии с лицензией Ростехнадзора со средней мощностью до 2 МВт для проведения физических экспериментов на выведенных пучках нейтронов. На установке ИБР-2 используются современные системы управления и защиты, анализа и диагностики состояния реактора, дозиметрического контроля и мониторинга радиационной обстановки. Ожидаемые результаты по завершении проекта: После завершения работ по подпроекту в ОИЯИ продолжит эксплуатацию высокоинтенсивный источник нейтронов мирового класса для исследований в области физики конденсированных сред и ядерной физики – исследовательская ядерная установка ИБР-2 повышенной безопасности и надежности. На установке ИБР-2 будут использоваться: 1. Криогенные замедлители, обеспечивающие выполнение перспективной и конкурентной программы физических исследований. 2. Современное оборудование систем, важных для безопасности ИЯУ ИБР-2. 3. Для обеспечения гарантированной эксплуатации ИЯУ ИБР-2 будет полностью подготовлен к работе резервный подвижный отражатель ПО-3Р. Ожидаемые результаты по проекту в текущем году: Оформление лицензии Ростехнадзора на право эксплуатации ИЯУ ИБР-2. Контрольная сборка, наладка и испытания резервного подвижного отражателя ПО-3Р на испытательном стенде ЛНФ. Поэтапное проведение работ по замене и обновлению технологического и электрического оборудования установки ИБР-2, важного для безопасности ИЯУ ИБР - 2. Проработка совместно с ПО «Маяк» возможности изготовления и поставки дополнительной партии свежего топлива для активной зоны ИБР-2М с целью продления срока эксплуатации реактора для физических экспериментов до 2040–2042 гг. Подпроект:
Краткая аннотация и научное обоснование по подпроекту: В рамках темы «Развитие ИЯУ ИБР-2 с комплексом криогенных замедлителей» продолжается поэтапная реализация проекта «Создание комплекса криогенных замедлителей ректора ИБР-2». Создаваемый уникальный комплекс криогенных замедлителей (ККЗ) с использованием смеси ароматических углеводородов мезитилена и метаксилола в пропорции 3 к 1, в твёрдой замороженной фазе, в форме шариков, диаметром от 3,5 до 3,9 мм, позволяет существенно увеличить поток холодных нейтронов для проведения экспериментальных исследований свойств конденсированных сред.
В
состав комплекса
криогенных
замедлителей
входят три
замедлителя,
окружающие
активную зону
реактора, два
из которых
осуществляют
генерацию
холодных нейтронов
для проведения
физических
экспериментов
– криогенный
замедлитель
нейтронов
КЗ-202 (в направлении
нейтронных
пучков № 7,8,10,11) и
криогенный
замедлитель
КЗ-201 Эксплуатация комплекса криогенных замедлителей на ИЯУ ИБР-2 многократно повышает интенсивность холодных нейтронов по сравнению с тепловым замедлителем и позволяет существенно сократить время проведения экспериментов и снизить погрешность получаемых данных. Ожидаемые результаты по завершении подпроекта:
Эксплуатация
комплекса
криогенных
замедлителей
на ИЯУ ИБР-2 в
составе трех
замедлителей
КЗ-201, КЗ-202, Ожидаемые результаты по подпроекту в текущем году: Продолжить проведение работ по оптимизации работы системы автоматического регулирования и контроля параметров, системы загрузки – выгрузки и транспортировки замедляющего вещества (замороженных шариков мезитилена) в рабочих камерах и трубопроводах криогенного комплекса при одновременном использовании для физических экспериментов двух криогенных замедлителей КЗ-201 и КЗ-202. Для обеспечения максимально эффективного использования парка физических инструментов при работе с «холодными» нейтронами в 2023 г. планируется ввести в эксплуатацию вторую криогенную установку фирмы Linde AG с мощностью 1800 Вт (КГУ 1800/10) при температуре 10К. До конца 2023 г. планируется выполнить работы по оптимизации эксплуатации криогенного комплекса, разработать техническое задание на проектирование криогенного замедлителя КЗ-203 для пучков 2 и 3.
Сотрудничество:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||