Главная

Лаборатория нейтронных физико-химических  исследований

 

Руководитель: д.ф.-м.н. Лебедев В.Т.

МАЛОУГЛОВОЙ ДИФРАКТОМЕТР «МЕМБРАНА» S2

В.Т. Лебедев, Ю.С. Грушко, В.М. Лебедев, Ю.В. Кульвелис, В.В. Исаев-Иванов

Дифрактометр предназначен для изучения надатомной (молекулярной, надмолекулярной) структуры конденсированных сред в целях фундаментальных наук и нанотехнологий новых направлений физики и химии синтетических и биополимеров, фуллеренов, нанотрубок и др. атомных кластеров, коллоидов, каталитических систем, магнитных объектов (домены, критические флуктуации, вихри в сверхпроводниках), радиационной физики, анализа микрофазных включений в металлах и сплавах, композитных материалах, диагностики старения и пластического разрушения материалов ядерных, водородных, тепловых энергетических установок.

Дифрактометр S2 "Мембрана": 1 –  селектор нейтронов (соединен с секциями сменных нейтроноводов поляризующих и неполяризующих), 2 – биологическая защита нейтроноводов, 3 – узел образца с блоками биологической защиты (возможности изучения облученных образцов), 5 – 2D-детектор, перемещается в вакуумной трубе 6 на воздушных подушках 4; 7 – платформа. При необходимости до и после узла образца устанавливают узел векторного анализа поляризации нейтронов.

Габариты дифрактометра:

  • длина – 31 м, ширина – 10 м;
  • угловые положения детекторного блока относительно вертикальной оси образца могут меняться в пределах от – 5о до 30о;
  • базы «источник нейтронов – образец», «образец – детектор» варьируются в пределах 1,1 - 15 м.
  • сечение нейтроноводов 40×40 мм2.

Основные физические параметры дифрактометра:

  • длина волны нейтронов λ = 0,4 – 2 нм;

  • ширина спектра на выходе селектора Δλ/λ = 13 %, при использовании монохроматоров (зеркальный, использующий пространственный спиновый резонанс) Δλ/λ = 5 %;

  • диапазон переданных импульсов q = 0,01 – 6  нм-1

  • 2D-детектор (200×200 см2);

  • плотность нейтронного потока на образце, см-2с-1 (Δλ/λ = 13 %):
    λ=0,4 нм 1·107 см-2с-1,
    λ=2,0 нм – 1·105 см-2с-1;

  • поляризующая эффективность поляризатора Р ≥ 0.95.

По экспериментальным возможностям дифрактометр не имеет аналогов в России и находится на уровне лучших мировых образцов как многоцелевой инструмент для расшифровки наноструктур в связи с фундаментальными и технологическими проблемами науки и техники.

Особенность прибора по сравнению с известными малоугловыми установками заключается  в том, что дифрактометр специально оборудован для работы с радиоактивными объектами.

В интересах “Росатома”, ЦНИИ ФГУП “Прометей”, НИИАР и других заинтересованных организаций планируются программы исследований образцов сталей и сплавов (исходные и облученные реакторные конструкционные материалы, набравшие высокие нейтронные флюенсы ~1022см-2), композитных материалов, полимеров, полупроводников для решения проблем повышения радиационной стойкости, радиационного ресурса материалов ядерной энергетики, машиностроения, авиации и космической техники. Создание дифрактометра “Мембрана” служит также целям разработок в новых направлениях энергетики - материалов водородных топливных элементов с заданной наноструктурой (совместно с ЦНИИ ФГУП “Прометей”, Институтом катализа им. Г.К. Борескова СО РАН).