Разработка, совершенствование и использование новых материалов составляет основу развития человеческой цивилизации. Подтверждением тому являются названия больших временных периодов ее развития: каменный, бронзовый, железный века. Собственно, эта ситуация не изменилась и сейчас. Успех в разработке и создании новых материалов и их скорейшее внедрение в практическое использование определяет рейтинг человеческих сообществ (государств) в современной жизни.

Наше время характеризуется разработкой большого числа новых материалов (последними примерами тому являются высокотемпературные сверхпроводники, материалы с колоссальным и гигантским эффектом магнитного сопротивления, фуллерены и их производные, наноматериалы, фармакологические препараты различного назначения) и многочисленных технологий их производства и использования. В свою очередь, это обстоятельство стимулирует разработку новых методов исследования и модернизацию существующих; естественно, при этом огромное внимание уделяется так называемым методам неразрушающего контроля на основе проникающих излучений.

Нейтронные методы во многих случаях имеют принципиальное преимущество перед рентгеновскими, что делает оправданным строительство новых дорогостоящих высокопоточных источников нейтронов. Это определяется рядом уникальных свойств нейтронного излучения:

• высокая проникающая способность позволяет проводить исследования материалов при экстремальных воздействиях на них;
• сопоставимость длины волны в области тепловых энергией с межатомными расстояниями дает возможность исследования пространственного распределения и динамических характеристик атомов в среде;
• наличие магнитного момента у нейтрона дает уникальные возможности исследования магнитноактивных сред;
• отсутствие систематической зависимости когерентного сечения рассеяния от атомного номера элементов - это уникальная возможность исследования материалов, содержащих и легкие, и тяжелые атомы;
• различие когерентных сечений рассеяния разных изотопов позволяет не только различать в материале элементы с близкими атомными номерами, но и исследовать их изотопный состав;
• наличием изотопов с отрицательной амплитудой когерентного рассеяния дает уникальную возможность контрастирования исследуемых сред, что очень часто используют в биологии и медицине.

Важность нейтронов как инструмента исследований подтверждается перечнем областей, где нейтронные данные обеспечивают значимую и, часто принципиальную, информацию. Нижеприведенный список составлен западноевропейскими экспертами в рамках анализа необходимости различных научных технологий для обеспечения прогресса Объединенной Европы вплоть до 2020 года [Scientific prospects for neutron scattering with present and future sources; ESF frame - work study studies of large research facilities, publication of ESF and ENSA, 1996; ISBN2-903148-90-2]. Перечень выглядит следующим образом:
1) магнетизм и сверхпроводимость,
2) аморфные материалы и жидкости,
3) полимеры и "мягкие" материалы,
4) биология,
5) атомные и молекулярные аспекты новых материалов,
6) химические реакции, катализ и электрохимия,
7) материаловедение,
8) техника,
9) наука о Земле.

Одновременно оценивалась и значимость различных нейтронных методов и их приборного оснащения для реализации исследований, предусмотренных вышеприведенным списком. Эти данные приведены в табл. 1. В этой таблице ис-пользовались следующие обозначения:

Естественно, при рассмотрении первой очереди приборного оснащения реактора ПИК мы руководствовались рекомендациями табл. 1 и нашими финансовыми/техническими возможностями.

С учетом этого в первую очередь были включены:
1. Дифрактометрический комплекс, размещаемый на горизонтальных пучках тепловых нейтронов № 8 и № 9. Этот комплекс включает следующие приборы, показанные на нижеприводимых схемах и рисунках:

• многосекционный суперпозиционный порошковый дифрактометр высокого разрешения D1 (4 секции, 48 детекторов);
• многодетекторный порошковый дифрактометр D3 (48 детекторов, установленных в едином блоке);
• четырехкружный нейтронный дифрактометр на тепловых нейтронах D5;
• монокристальный четырехкружный дифрактометр на поляризованных нейтронах для горячего источника D6;
• одно место на пучке горячих нейтронов зарезервировано для монокристального дифрактометра ИКРАН D7.

2. Трехосный кристаллический спектрометр на тепловых нейтронах IN1.
3. Трехосный кристаллический спектрометр поляризованных нейтронов.
4. Спектрометр неупругого рассеяния по времени пролета MTF.
5. На наклонном канале реактора ПИК планируется установить низкотемпературную петлю для облучения различных материалов при низких температурах вплоть до гелиевых (LTL).

состав экспериментального оборудования

Нейтронные дифрактометры:
D1- суперпозиционный многосекционный порошковый дифрактометр (4 секции, 48 детекторов) высокого разрешения,
D3- многодетекторный порошковый дифрактометр (1 банк, 48 детекторов),
D5- четырехкружный монокристальный дифрактометр на тепловых нейтронах,
D6- четырехкружный монокристальный дифрактометр на поляризованных нейтронах (горячий источник),
D7- резервное место для четырехкружного дифрактометра Института Кристаллографии РАН на горячем источнике.

Спектрометры:
IN1-трехосный кристаллический спектрометр тепловых нейтронов,
IN3- трехосный кристаллический спектрометр на поляризованных нейтронах "СПИН",
MTF(IN4)- многороторный спектрометр по времени пролета.