На сессиях ПКК

О будущем нейтронном источнике ОИЯИ и текущих проектах

вели дискуссию эксперты на 46-й сессии Программно-консультативного комитета по физике конденсированных сред

После открытия сессии все собравшиеся почтили память безвременно ушедшего из жизни председателя ПКК академика АН Молдавии Валериу Канцера. Началась программа традиционными сообщениями о выполнении рекомендаций предыдущей сессии ПКК и последних резолюциях Ученого совета и Комитета полномочных представителей. Затем с информацией о плане работ по подготовке концепции нового источника нейтронов ОИЯИ выступил главный инженер ЛНФ А.В.Виноградов.

- Мы продолжаем представлять на ПКК по конденсированным средам очень важную тему, которую начали разрабатывать у себя в ЛНФ полтора-два года назад, - рассказал он дубненским журналистам. - Сегодня мы изложили некое предложение о том, как мы видим развитие нашего нейтронного источника в Институте. Совершенно ясно, что реактор ИБР-2 совершенно замечательный и высококонкурентный источник, тем не менее у него есть установленный ресурс работы, который закончится примерно в 2042 году. К этому времени мы все вместе должны решить вопрос: нужен ли новый нейтронный источник в Институте, каким он будет? Сейчас мы должны предложить научному сообществу ОИЯИ и международному научному сообществу убедительную, хорошо разработанную концепцию нейтронного источника для того, чтобы понять, куда идти, сколько это будет стоить, как долго это можно будет реализовывать, насколько конкурентным в ряду мировых нейтронных источников будет наше предложение. Все это вопросы принципиального характера, и в ближайшие два года нам предстоит работа именно по разработке концепции, принципиальной схемы установки, выбору физической модели для дальнейшего рассмотрения научным сообществом.

Установки такого рода - весьма дорогостоящие, и чтобы успешно соревноваться в хорошем смысле на поле физического эксперимента, нужны серьезные, амбициозные проекты. Это требует серьезных денег, поэтому, еще раз повторяю, очень важно убедить наших коллег не только в Институте, но и во всем мире, чтобы получить поддержку этого проекта. Это будет проект для наших молодых коллег, поскольку закладывается на долгие годы вперед.

Мы сейчас предложили схему источника нейтронов на основе протонного ускорителя и размножающей мишени. Дальше она должна прорабатываться как в части ускорителя, так и в части мишенного комплекса. Мишенный комплекс может быть выполнен в разных вариантах. Это может быть подкритическая сборка с такими ядерными материалами, как плутоний или нептуний. Есть варианты использовать схему с механической модуляцией реактивности, что улучшает потенциальные характеристики такого источника. У нас есть положительный опыт использования механической модуляции реактивности на реакторе ИБР-2 - подвижный отражатель, который мы уже более сорока лет успешно эксплуатируем. Такой опыт мы, возможно, могли бы использовать в конструкции мишенного комплекса. Эти работы требуют тщательного изучения, расчетов, которыми мы намерены заняться в ближайшие два-три года. Сейчас к этой работе мы привлекли ведущих специалистов нашей и других лабораторий ОИЯИ, но в ближайшее время нам потребуется участие партнеров и друзей из внешних организаций и специализированных институтов, которые занимаются, например, протонными ускорителями, сложными ядерными сборками.

Большой интерес членов ПКК вызвал доклад Д.П.Козленко (ЛНФ):

- Я рассказал об основных результатах, полученных за последние три года выполнения научной темы "Исследование конденсированного состояния вещества с помощью современных методов нейтронографии". Я бы выделил несколько направлений, по которым были получены интересные результаты за последние три года. Одно из них - нейтронная томография и радиография, то есть исследование внутренней структуры объектов с помощью высокой проникающей способности нейтронов. Мы изучаем, как устроены объекты, не разрушая их. Этот метод оказался очень востребованным, и сейчас у нас проводится много исследований по археологии, палеонтологии, материаловедению. Я бы особо отметил коллаборацию с Институтом археологии РАН, которая возникла у нас буквально за последние полтора года и оказалась очень активной. Исследовано большое количество образцов, со стороны археологов проявляется большой интерес, выражается удовлетворенность тем уровнем информации, который они получают по структуре объектов. Мы делаем трехмерные реконструкции различных объектов археологического наследия с пространственным разрешением порядка 100 микрон. В археологии это особо ценно, поскольку каждый объект уникален. В частности, исследовались древнерусский браслет, закупоренные сосуды, на первый взгляд, непонятно как сделанные, с неизвестным содержимым. Эти работы у нас будут продолжаться, и мы планируем получить еще много интересных результатов.

Продолжают развиваться исследования материалов для создания компактных источников тока. Это, как правило, аноды, катоды, которые используются в литий-ионных аккумуляторах. Сейчас синтезируется множество таких аккумуляторов с целью повысить технические параметры таких источников. Наши исследования помогают понять на микроуровне, на уровне структурного строения, какие процессы там происходят. Это важно для химиков, чтобы понять, что можно еще модернизировать, чтобы повысить параметры и качество аккумуляторов.

Также мы проводили исследования материалов в условиях экстремальных воздействий. Известно, если мы приложим к веществу высокое давление, то в нем могут возникнуть новые формы, с совершенно отличными от тех, что имеются в обычных условиях, свойствами. Раньше мы проводили эксперименты в условиях воздействия примерно до 100 тысяч атмосфер, но с учетом новых построенных установок, - это дифрактометр ДН-6, мы расширили этот диапазон до 400 тысяч атмосфер. Мы уже провели серию новых экспериментов и получили информацию, как меняются магнитные свойства различных оксидов. Также мы исследовали новые материалы, которые синтезируются при воздействии экстремальных условий в очень маленьком объеме, в частности, новый оксид железа Fe₄O₅. В нем были обнаружены новые интересные аспекты электронного строения материала, которые не наблюдаются в других оксидах, - это достаточно оригинальные результаты в области физики конденсированного состояния.

Я хотел бы отметить еще одно новое направление - исследование интерфейсов в компактных источниках тока, когда мы изучаем процессы на границах раздела сред, например, жидкого электролита и твердого электрода. Не так давно в лаборатории был построен новый дифрактометр ГРЕЙНС, позволяющий исследовать такие задачи. В частности, было обнаружено, что на границе такого раздела образуется твердый интерфейс и могут происходить процессы осаждения. Было также проведено множество других работ по исследованию наносистем и других материалов.

За комментарием по итогам работы ПКК я обратилась к председателю 46-й сессии профессору Д.Надю (Венгрия):

- На этой сессии было много обсуждений, возникало много вопросов, и эта активность началась с доклада А.В.Виноградова...

- Я думаю, это касается не только презентации А.В.Виноградова, но всего стратегического процесса ОИЯИ в целом, в особенности, того, что относится непосредственно к нашему ПКК, - возможного создания в ОИЯИ нового источника нейтронов. Разработка нового источника - это в первую очередь научная задача, включающая вопрос о том, как он будет вписываться в европейский и общемировой ландшафт нейтронных источников. Данная задача должна быть первостепенной. Любые решения непосредственно в настоящий момент будут преждевременными. Имеется в виду, что в первую очередь мы должны сконцентрироваться на разработке того, что называется Белой книгой, в которую будет включена научная составляющая, проясняющая, на решение каких научных задач будет нацелен новый источник, если проект будет реализован. И имеется ли соответствующая ниша для этого источника в европейском и общемировом ландшафте. Мы также не должны забывать о том, что в течение двух лет будет запущен реактор ПИК в Гатчине, и все это сильно зависит от того, будет ли пуск в полной мере успешным или нет. Совершенно ясно, что ОИЯИ никогда не будет создавать самый мощный источник в мире, поскольку ESS и ПИК в Гатчине все равно будут мощнее; очень вероятно, что ISIS также будет мощнее. С учетом этого мы должны определить особенности и дополнительные преимущества возможного нового источника нейтронов. Мы должны быть готовы точно ответить, для каких видов экспериментов будет использоваться новый источник. Затем, конечно, мы должны обосновать, убедить Ученый совет, КПП, дирекцию, страны, в первую очередь Россию, выделить на этот проект деньги. В противном случае решение может быть отрицательным.

- Возвращаясь к текущей работе, все предложения о продлении научных тем и проектов нашли поддержку у ПКК?

- Да, семь предложений о научных темах и проектах были поддержаны, это очень большое количество, обычно мы рассматриваем меньшее число предложений. Все они были оценены положительно, что происходит не всегда, но в этот раз это были действительно отличные предложения. Хочется подчеркнуть, что характер рассмотренных на данной сессии предложений, в отличие от нескольких предыдущих, содержал серьезные научные обоснования. Мы иногда раньше слышали: "Нам нужно построить такой-то спектрометр, нам нужен такой-то инструмент, мы хотим развивать такой-то метод...". Но этого недостаточно. Вы всегда должны показать, что это дает науке. Теперь ситуация изменилась. В этот раз, по крайней мере, в большинстве предложений, было представлено превосходное научное обоснование и хорошо показано, как предлагаемые новшества вписываются в локальный и глобальный ландшафт.

- Как эксперты комитета оценили прозвучавшие научные доклады и стендовые сообщения молодых ученых ЛРБ?

- Мне кажется, представленные на этой сессии научные доклады были очень высокого уровня. На сессии стендовых сообщений иногда бывают работы молодых ученых от нескольких лабораторий, иногда - от одной. В этот раз общий уровень представленных стендовых сообщений был очень высок. В итоге мы выбрали три лучших из них, и я считаю, что данный выбор полностью обоснован. Я могу только поздравить победителей и пожелать им больших успехов в дальнейшем.

Лучшей работой на сессии было избрано стендовое сообщение "Нейрохимические изменения в центральной нервной системе грызунов после воздействия различных видов ионизирующих излучений", представленное К.В.Белокопытовой. ПКК также отметил высокий уровень двух других стендовых сообщений: "Индукция и репарация двунитевых разрывов ДНК в нейронах гиппокампа мышей разного возраста после воздействия -излучения ⁶⁰Co in vivo и in vitro", представленное Р.А.Кожиной, и "Микрофоссилии в углеродистых метеоритах", представленное А.К.Рюминым.

Ольга ТАРАНТИНА,
фото Елены ПУЗЫНИНОЙ