1 / 26

Дифракционные приборы на реакторе ПИК. Концепция .

Дифракционные приборы на реакторе ПИК. Концепция. 1. Финансирование и временной расклад. 2. Места для размещения. 3. Дифракционные приборы. 1. Финансирование и временной расклад. Проект «Реконструкция лабораторного комплекса НИРК «ПИК» Период: 2012 - 2019 гг.

taji
Download Presentation

Дифракционные приборы на реакторе ПИК. Концепция .

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Дифракционные приборы на реакторе ПИК.Концепция. 1. Финансирование и временной расклад. 2. Места для размещения. 3. Дифракционные приборы.

  2. 1. Финансирование и временной расклад. Проект «Реконструкция лабораторного комплекса НИРК «ПИК» Период: 2012 - 2019 гг. Смета: 5 230 (~ 4 000в ценах 2012 г.) млн. руб. Уже 230 млн. руб. 2012 – 2013 – 2014 – 2015 – 2016 – 2017 – 2018 – 2019 гг. 140 90 180 1143 1590 1240 620 228 млн. руб. Оборудование: - источник холодных нейтронов (ГЭК-3) - источник горячих нейтронов (ГЭК-8) - нейтроноводная система - приборы – 12 штук - лаборатории (c оборудованием) + вычислительный комплекс Состояние: на февраль 2014 г. в процессе сдачи на экспертизу. Деньги выделены(до1 апр), но доступны после утверждения (не 5000, а 1036 млн. руб. на инфраструктуру и вычисл. комплекс)

  3. 1. Финансирование и временной расклад. Приборы (12 шт., из них 3 шт. – ядерная физика): 7 шт. – из Центра им. Гельмгольца в Геестхахте(FSS в ОИЯИ) - дифрактометр на совершенных кристаллах DCD, ультрамалоугловое рассеяние нейтронов, - установка малоуглового рассеяния поляризованных и неполяризованных нейтронов SANS-2 - установка малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов SANS-3 - рефлектометр на поляризованных нейтронах с анализом поляризации NERO - дифрактометр поляризованных нейтронов с двумерным детектором POLDI - текстурный дифрактометр TEX - стресс-дифрактометр ARES ПИЯФ: - рефлектометр поляризованных нейтронов с вертикальной плоскостью отражения REVERANS - многосчетчиковый порошковый дифрактометр холодных нейтронов(? возможно изменение названия?)

  4. Дифрактометр поляризованных нейтронов с двухмерным детектором POLDI предназначен для исследования магнитной структуры, спиновых корреляций, критических явлений, исследования кристаллической структуры Текстурный дифрактометр TEX предназначен для проведения исследований кристаллической текстуры

  5. Стресс-дифрактометр ARES предназначен для проведения исследований остаточных напряжений • Установка малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов SANS-2 • предназначена для проведения исследований в области: • - материаловедения (дефекты, пористость), • - физики металлов (выделившиеся фазы, кластеры), • - технологии наноструктур и наноматериалов, • - физики сложных магнитных структур, • физике и химии коллоидных частиц • - физики сверхпроводников (решетки вихрей Абрикосова)

  6. Установка малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов SANS-3 предназначена для проведения исследований - полимеров и полимерных системы (смеси, их структура и морфология); - биологических систем (вирусы, протеины, молекулярная биология); - коллоидных частиц (микроэмульсии, коллоидные растворы, жидкие кристаллы) - в области физики и химии фракталов (наночастицы) 1 – Селектор скоростей; 5 – Чоппер; 2 – Нейтронно-оптическая система; 6 – Поляризатор; 3 – Вакуумная труба; 7 – Узел образца; 4 – Позиционно-чувствительный 8 – Анализатор детектор

  7. Дифрактометр на совершенных кристаллах DCD, ультромалоугловое рассеяние нейтронов Предназначен для исследования микроскопических неоднородностей в диапазоне размеров от 0.03 до 24 микрон в материалах: сплавах, поликристаллах, аморфных веществах, керамических материала, полимерах, биологических объектах Рефлектометр на поляризованных нейтронах с анализом поляризации NERO предназначен для измерения зеркального и незеркального отражения нейтронов от плоских поверхностей и тонких пленок: магнитных однослойных и многослойных систем, полимерных, биологических мембран

  8. Нейтронный время-пролетный стресс-дифрактометр FSS предназначен для высокоточного исследования структуры и внутренних напряжений в конструкционных материалах

  9. 1. Финансирование и временной расклад. Проект «Создание приборной базы реакторного комплекса ПИК» Период: 2014 - 2020 гг. Смета: 9 000 (~6 800в ценах 2013 г.) млн. руб. 2014 – 2015 – 2016 – 2017 – 2018 – 2019 – 2030 гг. 180 250 1650 2080 2080 1650 1100 млн. руб. Оборудование: - каналы (ГЭК-2, ГЭК-4, ГЭК-5, ГЭК-5, НЭК-1), - источники холодных нейтронов (ГЭК-2, ГЭК-4), - криоцентр (для всех ИХН и гелиевой петли), - приборы – 20 штук, включая, - низкотемпературную гелиевую петлю, - аналитический молекулярно-биологический центр Состояние: на февраль 2014 г. в процессе написания

  10. 1. Финансирование и временной расклад. Приборы (20 шт. из них 6 шт. – ядерная физика): в нейтроноводном зале - трехосный спектрометр холодных нейтронов - многороторный спектрометр по времени пролета - спин-эхо спектрометр - малоугловой дифрактометр поляризованных нейтронов "Тензор" - малоугловой дифрактометр "Мембрана" - установка спин-эхо ультрамалоуглового рассеяния - нейтронно-оптический рефлектометр - рефлектометр с векторным анализом поляризации в главном зале - порошковый дифрактометр высокий светосилы - порошковый дифрактометр высокого разрешения - ?монокристальный? дифрактометр - трехосный спектрометр тепловых нейтронов - трехосный спектрометр поляризованных нейтронов "СПИН"

  11. 1. Финансирование и временной расклад. Создание международного центра нейтронных исследований (МЦНИ) на базе РК ПИК • Соглашение о научно-техническом сотрудничестве между ПИЯФ и Исследовательским Центром им. Гельмгольца в Германия подписано5 марта 2010 года. Переданы 8 приборов (один в ОИЯИ). • Предполагается: • создание новых приборов на РК ПИК силами нейтронных центров • Германии (центры им. Гельмгольца в Юлихе, Геестхахте и Берлине); • предоставить для этих целей в нейтроноводном зале до 10 мест и • 2-3 места в главном зале реактора; • стадия формализации в создании МЦНИ начнется в 2014 и закончится в • 2015 году, а активная стадия создания инфраструктуры и эксплуатации • центра МЦНИ планируется с 2016 года

  12. радиальный !!! 2 – 4 места 2. Места для размещения. Зал горизонтальных экспериментальных каналов D1 – порошковый дифрактометрвысокой светосилы. D3 – порошковый дифрактометрвысокого разрешения. DC1 – монокристальный дифрактометр. DC2 – ???. DC4 – дифрактометр поляризованныхнейтронов POLDI. DC6 – текстурный дифрактометр TEX. DC7 – стресс-дифрактометр ARES IN1– трехосный спектрометртепловых нейтронов. IN3 – трехосный спектрометрполяризованных нейтронов SPIN.

  13. тепл. холодн. холодн. ухн тепл. ухн горяч. тепл. тепл. 2. Места для размещения. Зал горизонтальных экспериментальных каналов МЕСТ 2 - 4 +1.5 соседний ГЭК-5 +2.1 соседний ГЭК-4 2 - 3 +1.7 соседний ГЭК-6 2 3 +2.1соседний ГЭК-4 1

  14. 2. Места для размещения. Зал горизонтальных экспериментальных каналов ГЭК9/+2.5 ГЭК8/+2.5

  15. 2. Места для размещения. Нейтроноводный зал На одном из REZ-мест дифрактометр для исследования микрообразцов под высоким давлением ? 10 приборов силами нейтронных центров Германии ?

  16. 2. Места для размещения. Зал наклонных экспериментальных каналов НЭК1 – дифрактометр для исследования высокомолекулярных соединений (не в проектах). От ИХН. НЭК2 – установка для исследования множественности осколков деления. НЭК3 – призменный магнитный бета-спектрометр. НЭК4 – установка инструментального нейтрон-активационного анализа. НЭК5 – низкотемпературная гелиевая петля.

  17. 2. Места для размещения. Зал наклонных экспериментальных каналов Схема спектрометра на НЭК-6: 1 – эстакада; 2 – виброгасящее основание; 3 – детектор; 4 – юстировочная платформа; 5 – гелиевый рефрижератор; 6 – образец; 7 – коллиматор; 8 – мишень (источник γ-квантов); 9 – Доплер-модулятор; 10 – биологическая защита; 11 – прямой нейтроновод; 12 – шибер пучка. 2.4 м 1.76 м

  18. 3. Дифракционные приборы. Финансируется из проекта «Реконструкция лабораторного комплекса НИРК «ПИК» 1) многосчетчиковый порошковый дифрактометр холодных нейтронов (? возможно изменение названия?) «Создание приборной базы реакторного комплекса ПИК» 2) порошковый дифрактометр высокий светосилы 3) порошковый дифрактометр высокого разрешения 4) ?монокристальный? дифрактометр Места для размещения Пучки холодных нейтронов: имеются REZ-места в нейтрноводном зале Пучки горячих нейтронов: ГЭК-1 (радиальный !!!)  2-4 места, ГЭК-8 (горячий источник)  2 места, Пучки тепловых нейтронов: ГЭК-5 (после изменения)  2-(3?) места, ГЭК-9  3 места ГЭК-1 (радиальный !!!)  2-4 места Итого: - на пучках горячих нейтронов 2 – 6 мест (за счет ГЭК-1) - на пучках тепловыхнейтронов 5 – 10 мест (за счет ГЭК-1) - на пучках холодных нейтронов 1 или более в зависимости ...

  19. 3. Дифракционные приборы. • Общая концепция приборной базы реакторного комплекса ПИК • включает концепции по направлениям: • дифракция нейтронов, • неупругое рассеяние нейтронов, • малоугловое рассеяние нейтронов, • рефлектометрия нейтронов, • эксперименты по физике частиц и фундаментальных • взаимодействий, • источники для преобразования спектра нейтронов. Возможный набор к энергопуску в 2020: - порошковый дифрактометр высокий светосилы; - порошковый дифрактометр высокого разрешения; - монокристальный дифрактометр (четырехкружный); - порошковый дифрактометр холодных нейтронов; - дифрактометр для исследования микрообразцов под высоким давлением; - монокристальный дифрактометр для исследования; высокомолекулярных соединений. Увеличение числа дифрактометров в рамках проектов «Реконструкция» (всего 12) и «Приборная база ПИК» (всего 20) возможно за счет уменьшения числа приборов из других направлений.

  20. 3. Дифракционные приборы. Порошковый дифрактометр высокой светосилы: - малое время измерения одной нейтронограммы кинетика процессов (например, химических с промежуточными фазами); - тонкие особенности структуры с изменением Т, поля, давления и т.д. т.е. многократные длительные измерения; - малое кол-во образца (не синтезир., дорого, активность, тонкие пленки, в нанопорах  ушир. пиков, но слаб. интненсивность.); - водородосодержащие  фон  сигнал/шум. Требования: - минимум перемещений, особенно детектора, - микростриповый (MSGC) детектор  одинаковая эфф. элементов, высокая стабильность и скорость счета; - 2M ~ 100º; 1.5  2.4 Å; шаг = 0.1°; 2cap = 160º -5  2 165º D20 (ILL) MSGC детектор

  21. Порошковый дифрактометр высокого разрешения: - положение и интегральная интенсивность пика  точность определения структуры; - ab initio определение, если монокристалл мал, особенно гидриды металлов; - сложная структура (катализаторы) с ячейкой до V ~ 8000 Å3, несоразмерная структура, гибридные материалы, органические вещества, цементы, природные минералы, цеолиты, др. - крит. явления и фазовые переходы (мультиферроики и др.)  слабое расщеплениепика, - форма пика инфо о деформации кристаллической решетки, размере кристаллитов, характере дефектов. Требования: - разрешение предельно возможное (Δd/d ~510-4); - как опция – высокая светосила при несложном изменении конфигурации (апертура дет.); - оптический нейтронн. концентратор перед монохроматором со срезом Ванкухена; - 2M  125º; 1.2  2.5 Å; шаг = 0.05°; 2 = 1-1.5º (для коллим.)4 2 168º, вертикальная апертура дет. h  150 мм - осциллирующий радиальный коллиматор  уменьшение фона (от криостата и др.) D2B (ILL) Осциллирующий радиальный коллиматор перед детектором

  22. Порошковый дифрактометр холодных нейтронов: - интенсивность I ~ 2меньше образец; - кристаллическая и магнитная структура как нано-, так и объемных материалов; - соединения с большими размерами элементарной ячейки: фуллерены, полимеры и т.д.; - катализаторы, используемые в нефтяной и газовой промышленности; - органические вещества, новые перспективные лекарственные препараты; - молекулярные соединения с магнитооптическими свойствами, - регистрация слабого магнитного рассеяния. Дифрактометр DMC в PSI Требования: - 2.3  4.7 Å  размещение в нейтроноводном зале; - разрешение ~Dd/d @ 10-3; - монохроматор (PG) с вертикальной фокусировкой, 40 2M 130º; - детектор«Banana» (LCC 400CP, Thompson-CSF)на основе BF3;шаг = 0.01°;2 = 0.2º,2cap = 160º,-2 2 150º,

  23. Четырехкружный монокристальный дифрактометр: - магнитная и кристаллическая структуры; - определение магнитных фазовых диаграмм и фазовых диаграмм «давление-температура»; - апериодические кристаллы («квазикристаллов» с запрещенной в классической кристаллографии симметрией), часто с почти изолектронными атомами металлов; - изучение анизотропии тепловых колебаний атомов при изменении температуры; - частично кристаллизованные материалы, например с волоконной структурой; - магнитные многослойные системы, дефектность структуры кристаллов; - изучение процессов двойникования в кристаллах; - изучение диффузного рассеяния. Требования: - 2 типа гониометрических устройств: для исследования образцов при нормальных условиях (Bruker-Nonius Mach3) и при низкой/высокой температуре или давлении (Eulerian cradle Huber 420 ); - монохроматор с вертикальной фокусировкой, 0.9  2.5 Å, 32 2M96º; -детектор либо 3Не-счетчик, либо двумерный позиционно-чувствительныйтип MAR345; -20 < 2q < 140°

  24. Исследование микрообразцов под высоким давлением Может быть использован порошковый дифрактометр холодных нейтронов: - микрообразцы – образцы объемом  10 мм3; - камер двух типов – с алмазными наковальнями “Kurchatov-LLB pressure cell” (до 50 ГПа, объем до 1 мм3 ) и с тороидальными наковальнями в прессе типа Paris-Edinburgh (до 25 ГПа, объем образца 30 – 100 мм3) Paris-Edinburgh пресс, внутри камера с тороидальными наковальнями. “Kurchatov-LLB” камеры с алмазными наковальнями

More Related