    
СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
Руководитель темы д.ф.-м.н. А.В.Фещенко (реферат, введение,
разделы 1-4, заключение)
19.01.2017
Исполнители темы:
д.ф.-м-н. Коптелов Э.А. (разделы 1-3)
19.01.2017
д.ф.-м-н. Недорезов В.Г. (раздел 3)
19.01.2017
к.ф.-м-н. Конобеевский Е.С. (раздел 3)
19.01.2017
|
|
|
РЕФЕРАТ
Отчёт содержит: 59 с., 14 рис.
НАНОСТРУКТУРА, НЕЙТРОННЫЕ СЕЧЕНИЯ, ЗАМЕДЛЕНИЕ НЕЙТРОНОВ, ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ТРАНСМУТАЦИЯ ЯДЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ДЕТЕКТОР НЕЙТРОНОВ, ВРЕМЯПРОЛЁТНЫЙ СПЕКТРОМЕТР, НЕЙТРОННЫЙ ДИФФРАКТОМЕТР, БЫСТРЫЕ НЕЙТРОНЫ
В отчёте представлены результаты фундаментальных и прикладных работ, проведённых по государственному заданию в соответствии с планом научных исследований ИЯИ РАН на 2016 год. Из полученных результатов можно выделить следующие важнейшие результаты работ:
Проведено расчётно-теоретическое обоснование конфигураций нейтронных мишеней spallation-типа, поиску оптимальной конфигурации мишени с высоким выходом нейтронов на основе нептуния 237.
Проведен расчётный сравнительный анализ источников нейтронов ИН-06 и РАДЭКС по спектрам и потокам замедленных нейтронов, на поверхности замедлителей и в 10 м от поверхности замедлителей.
Освоены четыре вычислительных программы, позволяющие детально рассчитывать накопление радиоактивных элементов в материалах мишени и в ADS. На их основе проведена оценка времени предельного накопления плутония 238 в материале мишени на основе нептуния 237 и времени вывода мишени из эксплуатации.
Выполнено теоретическое описание и компьютерное моделирование адрон-ядерных и ядро-ядерных взаимодействий в широком диапазоне энергий с целью предсказания свойств ядерной материи в экстремальных условиях.
Продолжалась разработка и совершенствование программного обеспечения для моделирования взаимодействия частиц и ядер различного спектрального состава со сложными макроскопическими мишенями; опубликованы результаты применения транспортного кода SHIELD, а также других доступных кодов, для расчетно-теоретических исследований в актуальных для Института областях, в том числе, моделирование нейтронного фона космогенного происхождения в подземных экспериментальных залах, в зависимости от состава материалов экспериментальных установок и окружающего грунта, а также расчеты взаимодействия космического излучения с метеоритами, поверхностью Луны, космическими аппаратами и эффекты космогенного происхождения на поверхности земли.
Исследованы потери протонного пучка на входе в рабочее тело (свинец) спектрометра СВЗ-100.
Выполнен цикл работ по физике гиперядер. Статистическая модель мультифрагментации ядер, модели Ферми-распада, испарения и деления распространены на гиперядра.
В эксперименте на дифрактометре ID18 на синхротроне ESRF, Гренобль, Франция проведено измерение плотности фононных состояний натурального монокристалла алмаза и двух монокристаллов, облучённых быстрыми нейтронами, показано существенная перестройка фононного спектра алмаза после облучения эпитепловыми нейтронами.
В эксперименте на спектрометре эпитепловых нейтронов VESUVIO, на импульсном источнике нейтронов ISIS, Великобритания показано существенное уширение резонансных пиков спектров неупругого нейтронного рассеяния с повышением температуры. Получены численные характеристики: кинетическая энергия для каждого химического элемента системы, среднеквадратичное смещение атомов, факторы Дебая-Валлера.
С помощью дифракции нейтронов в сотрудничестве с Курчатовским институтом проведены исследования кристаллической и магнитной структуры шпинелей.
Совместно с ИФВД проведён поиск предполагаемых структур кристаллических углеводородов. Были рассмотрены возможные варианты кристаллической структуры и предложены возможные подходы их синтеза.
Исследована кристаллическая структура α-тетрагонального бора; существование орторомбической фазы бора было предсказано теоретически, но впервые обнаружено экспериментально.
Изучено влияния давления на режим туннелирования и колебательные спектры водорода в α-MnH0.07 методом неупругого рассеяния нейтронов.
Исследованы магнитные характеристики синтезированного однодоменного моноклинного пирротина, что имеет важное значение в области палеомагнетизма метеоритов.
Проведено исследование структуры Каптона – одного из наиболее радиационноустойчивых полимеров; обнаружено возникновение дальнего порядка с характерными расстояниями 50–100 Å.
Проведены измерения NFS-спектров от ядер Sn-119 в диапазоне давлений 0-150 ГПа, температур 4.8 - 300 К и магнитных полей 0 - 1.5 Т в сероводороде. Показано, что в ZFC режиме охлаждения-нагрева магнитное поле на ядрах Sn-119 эффективно экранируется сероводородом вплоть до температуры ~ 145 К при давлении P ~150 Гпа, что указывает на сверхпроводящее состояние II-го рода в сероводороде.
Исследован монокристалл BiTeCl при давлениях до 50 ГПа. Приложение давления, впервые индуцировало, теоретически предсказанное ранее, изолирующее состояние, а затем сверхпроводящую фазу с нормальным состоянием в форме диэлектрика. При сильном сжатии происходит переход в другую сверхпроводящую фазу, у которой нормальное состояние является металлическим.
Исследован купрат Bi2Sr2CaCu2O8+x, являющийся идеальной модельной системой для изучения механизма сверхпроводимости, при приложении давления. Наблюдалось усиление двухмагнонной моды, что, вероятно, связано с ростом Tc. Получено прямое и убедительное доказательство роли магнитных колебаний для спаривания носителей в купратных сверхпроводниках.
Исследованы свойства нового мультиферроика из семейства лангаситов новым методом синхротронной мессбауэровской спектроскопии. При давлениях выше 20 ГПа наблюдается сильное повышение температуры Нееля TN, связанное со структурным переходом. Обнаружено разделение образца на два магнитных состояния с различными значениями TN от ~ 50 и 130 К, что можно объяснить сильным двухмерным магнитным упорядочением в плоскости и трёхмерным упорядочением, обусловленным взаимодействием между соседними плоскостями.
Исследованы структурные свойства лангасита при высоких гидростатических давлениях до 60 ГПа, создаваемых в камерах с алмазными наковальнями. Обнаружены три структурных фазовых перехода при Р ~ 3 и при ~ 20 ГПа и ~40 ГПа. При втором переходе объём ячейки падает скачком на 7 %, что объясняет колоссальное увеличение точки Нееля в этом кристалле при давлениях выше 20 ГП.
Разработан новый способ детектирования сверхпроводимости в образцах микронного размера при высоких давлениях методом мессбауэровской спектроскопии на изотопе Sn-119".
Обнаружено соединение на основе европия, демонстрирующее необычное сочетание дальнего магнитного порядка и сильных спиновых и зарядовых флуктуаций.
Проведено исследование аномалий динамики решетки в высших боридах редкоземельных элементов. Законы дисперсии, измеренные нейтронными методами, удалось описать при помощи разработанной модели суператома.
Методами малоуглового рентгеновского рассеяния и рентгеновской дифракции исследованы образцы полимерных композиционных материалов — диэлектриков с высокой теплопроводностью на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и наночастиц алюминия с оксидным покрытием.
В рамках классической теории фазовых переходов первого рода продолжена разработка теории зарождения новой фазы при наличии макроскопических градиентов химических потенциалов веществ в исходной фазе.
Методом молекулярной динамики исследована диффузия гелия в вольфраме. Показано, что термическая диффузия следует закону Аррениуса только при достаточно низких температурах (< 500 K). При температурах выше 700 K происходит существенное отклонение от данного закона. Теоретически возможные физические причины данного поведения были также подтверждены соответствующим компьютерным моделированием.
В рамках исследований нейтрон - ядерных взаимодействий с помощью дифракции нейтронов на монокристаллах была сделана топография всех имеющихся в наличии монокристаллов KBr.
С целью создания и использования новых методов обработки данных при дифракции нейтронов на регулярных структурах, был предложен метод измерения когерентной амплитуды при дифракции нейтронов.
Создана и подготовлена к эксплуатации многопроволочная пропорциональная камера регистрации осколков деления и α- частиц. Подготовлена к экспериментальным измерениям система регистрации и обработки данных.
На втором канале установки ИРЭН создан прототип установки по исследованию Т-неинвариантной и Р - чётной амплитуды (n,γ) – реакции в низко лежащих резонансах 232Th.
Развит метод нейтронной радиографии на белом пучке с использованием нейтронно-чувствительных пластин типа IP Fuji. Пластины типа Image Plate чувствительны только к гамма, но благодаря покрытию из оксида гадолиния становиться возможно регистрировать нейтронное излучение. Пластины обладают эффектом памяти, и для очистки изображение с них необходимо использовать яркие люминесцентные лампа. Благодаря высокой разрешающей способности считывателя (50 мкм) они идеально подходят для радиографических исследований. Были получены радиографические изображения камер высокого давления с дефектами и без.
Создан W-Be-фотонейтронный источник и запущен на пучке электронов линейного ускорителя ЛУЭ-8-5 ИЯИ РАН. Оригинальная конструкция источника позволяет проводить как облучение образцов во внутренней камере источника, так и работу с выведенными пучками нейтронов (быстрых – 0.5-5 МэВ, тепловых, или промежуточных). Экспериментально измерены плотности потока тепловых нейтронов в измерительной полости источника и в выводном канале источника, которые составляют, соответственно, ~107 – 108 нейтрон/см2с и ~104 – 105 нейтрон/см2с при среднем токе электронов 30–40 мкА. Создан двухкоординатный твердотельно-газовый детектор тепловых нейтронов и прототип детектора быстрых нейтронов с энергиями ~ 1 – 10 МэВ с возможностью определения направления вылета нейтрона.
С помощью активационно-измерительного комплекса, включающего W-Be-фотонейтронный источник нейтронов и низкофоновый гамма-спектрометр, проведены измерения содержания элементов в различных материалах. Отработана методика и проведены измерения ультрамалых содержаний элементов в воздушных аэрозольных фильтрах. Показано, что для большого числа элементов пределы определения микропримесей могут составлять 10–3 – 10–6 г/г.
Полученные результаты находятся на уровне лучших мировых или превышают их и представляют собой существенное продвижение в фундаментальных исследованиях природных явлений.
СОДЕРЖАНИЕ
|
|
Реферат
|
3
|
Введение
|
9
|
Основные результаты
|
10
|
1 Лаборатория нейтронных исследований
|
10
|
2 Разработка методов и аппаратуры низкофоновых измерений гамма-излучений с использованием германиевых гамма-спектрометров
|
41
|
3 Разработка источника медленных нейтронов на базе линейного ускорителя ЛУЭ-8
|
49
|
Заключение
|
59
|
|
| |
