Меридианы сотрудничества

На конференции - о новых возможностях реактора

Очередное совещание (на этот раз в форме международной конференции) по исследованиям на реакторе ИБР-2 прошло в ОИЯИ 24-27 июня. Реактор ИБР-2, один за самых высокоинтенсивных импульсных источников нейтронов периодического действия в мире, оснащен комплексом из 15 спектрометров, позволяющих проводить разнообразные нейтронографические исследования конденсированного состояния вещества. Они осуществляются в рамках программы пользователей, согласно которой два раза в год проводится открытый прием заявок на эксперимент. Заявки проходят конкурсную экспертизу в международных комиссиях и в соответствии с полученными рекомендациями отбираются для реализации.

В.Л.Аксенов (ПИЯФ, Гатчина): Я считаю, сегодняшняя конференция - большое событие в жизни Лаборатории нейтронной физики имени И.М.Франка и вообще в жизни ОИЯИ. Я напомню, что реактор ИБР-2, который начал свою работу в 1984 году, в 2006-м был остановлен на модернизацию. Это серьезный и длительный процесс, который закончился в 2011 году. Можно поздравить Лабораторию нейтронной физики и ОИЯИ в целом и поблагодарить за ту огромную работу, за великолепный результат по приведению в готовность всех приборов и реактора для широкомасштабных экспериментов. Сейчас реактор работает на полную мощность, работает для физиков, химиков, биологов, материаловедов, - всех, кому нужны нейтроны. И сегодняшнее совещание - первое, собравшее пользователей из России и других стран. По сути это начало публичной жизни реактора ИБР-2, открытие широкой научной программы. Такие совещания раньше проводились регулярно, и я уверен, что они помогут развитию науки как в нашей стране, так и в других странах-участницах ОИЯИ. В совещании участвуют представители стран, которые традиционно занимаются нейтронными исследованиями, - Польша, Венгрия, Украина, другие страны.

О начале работы реактора, его возможностях и перспективах расскажет в своем докладе директор лаборатории В.Н.Швецов, а меня коллеги попросили представить новый реактор ПИК, который сооружается в Гатчине, в Петербургском институте ядерной физики Национального исследовательского центра "Курчатовский институт". И это не просто дань вежливости дружественному институту, - поскольку реактор ПИК имеет поддержку руководства страны и является одним из приоритетных мегапроектов России, то желательно, чтобы в нем участвовали все ведущие нейтронные центры. И действительно, ведущие нейтронные центры Германии и международные центры, такие как Институт Лауэ - Ланжевена в Гренобле и новый европейский суперисточник, который сооружается в Швеции, уже участвуют в работе по формированию научной программы реактора ПИК. Естественно, что Дубна будет в этом участвовать, поэтому мой доклад, собственно, направлен на развитие наших совместных программ.

О том, как прошла конференция, рассказывает председатель оргкомитета Д.П.Козленко (ЛНФ): В 2012 году реактор ИБР-2 возобновил режим эксплуатации и выполнение программы пользователей, и за этот период было проведено около 500 экспериментов. Возникла необходимость в организации такой конференции для того, чтобы, с одной стороны, детально обсудить полученные результаты, увидеть, какие научные проблемы интересуют пользователей наших нейтронных пучков, в каком направлении развивается их исследовательский интерес, понять, какие возможности им требуются. С другой стороны, они должны быть в курсе того, как идет модернизация спектрометров, какие новые перспективы появляются, должен сохраняться контакт пользователей с сотрудниками лаборатории. А в рамках двустороннего общения мы смогли выбрать некую стратегию дальнейшего развития в рамках программы пользователей.

В конференции участвовало более 100 человек из Азербайджана, Болгарии, Вьетнама, Германии, Италии, Молдавии, Монголии, Румынии, Словакии, Чехии, Украины, сотрудники российских исследовательских центров и ЛНФ. К конференции проявили интерес ряд членов ПКК по физике конденсированных сред во главе с его председателем В. Канцером. Среди участников было много молодежи - студентов и аспирантов из российских и зарубежных университетов, молодых ученых.

Конференция началась вступительной сессией, в ходе которой прозвучали три обзорных доклада: о текущем состоянии и перспективах реактора ИБР-2 рассказал директор ЛНФ В.Н.Швецов. С очень интересным ретроспективным докладом "Истоки современной кристаллографии" - о российских и зарубежных исследователях, стоявших у этих истоков, выступил профессор Л.А.Асланов (МГУ, на снимке). О текущем состоянии дел на реакторе ПИК (Гатчина) и планах создания на нем комплекса спектрометров рассказал научный руководитель ЛНФ, директор ПИЯФ член-корреспондент РАН В.Л.Аксенов.

Далее конференция работала по секциям в соответствии с направлениями исследований. Секция "Кристаллические и магнитные структуры" объединила структурные исследования перспективных функциональных материалов. Член-корреспондент РАН Е.В.Антипов (МГУ) сделал обзор исследований перовскитных материалов, синтезируемых для электродов твердотельных оксидных топливных элементов. Последующие доклады, отобранные на основе поданных тезисов и представленные специалистами из стран-участниц ОИЯИ Чехии, Болгарии, России, были посвящены структурным исследованиям наноразмерных соединений сложных оксидов марганца, магнитных оксидов на основе висмута и свинца, гидридов металлов, перспективных для использования в водородной энергетике.

В секции "Методы и инструменты" сотрудниками ЛНФ была представлена информация о комплексе спектрометров реактора, перспективах его развития и отдельных установках. В секции "Прикладные и геофизические исследования" профессор П.Петров (Институт электроники, София) рассказал об исследованиях внутренних напряжений в модельных образцах-свидетелях, использующихся для мониторинга радиационной стойкости материалов на атомных реакторах. Доклад профессора В.Эма ("Курчатовский институт") был посвящен развитию методик для исследования внутренних напряжений в образцах с большой толщиной. В последующих докладах обсуждались результаты структурных исследований процессов заряда литий-ионных аккумуляторов и текстурных исследований горных пород и конструкционных материалов.

В секции "Мягкие системы и слоистые наноструктуры" обзорный доклад сделал профессор П.Балгавы (Университет Комениуса, Братислава), он очень интересно рассказал о нейтронных исследованиях алкоголей и анестетиков. Также в секции были представлены нейтронные исследования магнитных эластомеров, растворов поверхностно активных веществ, белковых комплексов, обсуждались вопросы стабильности магнитных жидкостей. Обзорный доклад по исследованиям металлических наногетероструктур методами нейтронной и рентгеновской рефлектометрии представил Е.А.Кравцов (Институт физики металлов, Екатеринбург). Доклад "Невзаимное отражение неполяризованного пучка нейтронного излучения от системы двух магнитных зеркал с некомпланарной ориентацией магнитных полей во внешнем поле" сделал Д.Татарский (Институт физики микроструктур, Нижний Новгород). В секции "Атомная и молекулярная динамика" обсуждались вопросы динамики материалов, использующихся в атомной энергетике, - жидкого галлия и нитрида урана. Также здесь были представлены результаты исследований молекулярной динамики органических соединений и системы вода - оксид графена.

В ходе постерной сессии были представлены свыше 50 работ по тематике разных секций конференции. Два лучших постера отмечены памятными дипломами. Завершилась конференция докладом ученого секретаря лаборатории Д.Худобы о пользовательской программе ЛНФ и круглым столом, в ходе которого участники обсудили вопросы, связанные с дальнейшим развитием и улучшением работы программы пользователей.

Я.Вонщицки (Институт физики, Познань, Польша): Эта конференция демонстрирует состояние экспериментальных установок после модернизации реактора и комплекса спектрометров, их новые возможности. Для меня это важно, поскольку я вхожу в экспертный комитет по отбору предложений на эксперименты на ИБР-2. Я думаю, значение этой конференции важно для всех: кто уже работал на спектрометрах реактора - узнает о новом оборудовании, новых возможностях старого, кто еще не работал - станет новым пользователем. А значит, появятся новые идеи, которые можно будет здесь реализовать.

Но особенно важна эта конференция для экспертов, и мы иногда ошибаемся, а значит, какие-то проекты не реализуются. Очень хорошо, что среди участников очень много молодежи - это самое главное: есть люди, которые будут работать на этом модернизированном оборудовании, будут продолжать наше дело.

И.Натканец (ЛНФ): На конференции были доложены первые результаты, полученные на модернизированном реакторе, есть много интересного. Любопытным получился доклад П.Балгавы о проведенных им биологических исследованиях. Видно, что работает политика пользователей. Конференция полезна еще и тем, что изнутри лаборатории очень трудно увидеть, чем занимаются в соседнем секторе, хотя регулярно проводятся семинары, но общая картина не складывается.

П.Балгавы (Университет Комениуса, Братислава, Словакия): В Дубну я приехал впервые 50 лет назад - студентом второго курса МГУ, во время сессии, домой к своему другу Олежке Логунову. Позже бывал неоднократно, во время учебы Дубна стала для меня второй родиной - в Чехословакию мы могли съездить только раз в году, летом. После окончания университета я вернулся на родину и начал заниматься применением физических методов для биологических исследований различных макромолекул. В 1984 году на одной физической конференции в Чехословакии наши ребята, уже бывавшие в ОИЯИ, сказали мне, что в ЛНФ работают люди, занимающиеся подобными исследованиями. Я использовал ядерно-магнитный резонанс и другие методы, а здесь - дифракцию и рассеяние нейтронов. Я приехал посмотреть, и оказывается, что мастер в этих исследованиях - Толя Балагуров, а с ним и его женой Галей я учился на одном курсе. Вместе с Балагуровым работал Валентин Горделий, мы начали сотрудничать.

Потом я несколько лет был членом ПКК по физике конденсированных сред и опять регулярно бывал в Дубне. Поэтому и свое 70-летие и одновременно 50-летие знакомства с Дубной я решил отметить здесь - ностальгия замучила! Вероятно, последняя лекция, которую я прочитал, была как раз на этой конференции, а с 1 сентября я выхожу на пенсию - не полностью, буду понемного работать.

Возвращаясь к этой конференции, хочу сказать, что как член ПКК я был свидетелем модернизации реактора, старался вас поддержать в этом сложном деле, поскольку уровень исследований в Дубне всегда был очень высоким. Мы проводили эксперименты на синхротронных источниках в DESY, в Триесте, работали с нейтронами в Гренобле, и могу сказать, что в ОИЯИ уровень использования нейтронов в моей области исследований очень высокий. Те нейтронные методы, которыми мы пользуемся, дифракция и рассеяние, везде в мире очень интенсивно используются, и в ЛНФ на этих установках тоже очень большая нагрузка. Некоторое время я возглавлял группу экспертов, отбирающих предложения экспериментов на ИБР-2, и видел, что пучкового времени не хватает. По докладам на этой конференции и на прошедшей накануне сессии ПКК я вижу, что ведутся очень интересные работы на очень высоком уровне, и мне жаль, что я ухожу на пенсию.

И люди здесь хорошие. Например, в Гренобле политика пользователей технически налажена лучше, чем здесь, но там работаешь, как на фабрике: берешь образец, меряешь, уходишь. Работать там хорошо, а времени общаться совсем не остается. А здесь с технической точки зрения не все так отлажено, но человеческий контакт очень важен. Денис Козленко профессионально занимается политикой пользователей, и основа им заложена хорошая. Я знаю, что здесь со временем политика пользователей изменится, станет более эффективной, но и более формальной. Хочу, чтобы при этом не ушли на второй план человеческие отношения. А еще надо, чтобы ваши ребята, занимаясь модернизацией установок, успевали и хорошие исследовательские работы выполнять. Не могу перечислить всех - все отличные люди.

А.М.Балагуров (ЛНФ): Многих участников совещания заинтересовал доклад Павла Балгавы с интригующим названием "Алкоголь, анестезия, мембраны, нейтроны, эксимеры и MD симуляция", в котором он рассказал о своей гипотезе относительно механизма действия спиртов (производные молекулы воды H₂O, в которой один атом водорода замещен на функциональную группу R-O-H, наиболее известные из них - метанол и этанол) на живые существа, начиная с головастиков. Оказывается, существует корреляция между анестетическими свойствами и длиной углеводородной цепи конкретного спирта. В модели, развитой П.Балгавы, это объясняется особенностями встраивания молекулы спирта в бислойные липидные мембраны, окружающие клетки организма, включая клетки головного мозга. Результаты многочисленных экспериментов, в том числе по малоугловому рассеянию нейтронов, дают основания полагать, что выводы модели неплохо согласуются с известными фактами.

В заключение своего доклада П.Балгавы рассказал о том, как возник его интерес к рассеянию нейтронов и сформировалось его многолетнее сотрудничество с ЛНФ ОИЯИ по изучению липидных структур. Оказывается, в середине 1980-х годов ему попалась наша с В.И.Горделием работа "Метод исследования структуры модельных и биологических мембран на нейтронном дифрактометре", из которой следовало, что именно с помощью дифракции тепловых нейтронов можно получить необходимую информацию об организации липидных бислоев на атомном уровне.

Интересно, что из многих, намеченных еще в начале 1970-х годов И.М.Франком и Ф.Л.Шапиро "биологических" тем по рассеянию нейтронов на реакторе ИБР-2, именно тема липидных би- и мультислойных структур стала одной из наиболее успешных. За прошедшие годы получено множество первоклассных результатов, сформировалось несколько эффективно действующих коллабораций с российскими, словацкими и немецкими учеными, защищено около 10 диссертаций. Начавшееся в середине 1980-х годов сотрудничество группы Павла Балгавы с физиками ЛНФ активно продолжается. В частности, в экспериментах по взаимодействию спиртов с мембранами участвовала Т.Н.Муругова. Кроме того, стоит упомянуть, что с этого года одним из заместителей директора ЛНФ стал Норберт Кучерка, научная карьера которого начиналась под руководством П.Балгавы.

Ольга ТАРАНТИНА,
фото Елены ПУЗЫНИНОЙ