Низкотемпературная гелиевая петля (НГП) предназначена для изучения квазистационарных неупорядоченных состояний и различных переходных процессов в твердых телах, возникающих в процессе облучения.

Использование "замороженного состояния" диффузионных процессов при низких температурах и контролируемого температурного сканирования позволяет:

• получить различную степень неупорядоченного состояния;
• изучать различные типы дефектов и процессы дефектообразования в кристаллах;
• исследовать влияние нейтронного облучения на низкотемпературные процессы и фазовые переходы;
• изучать низкотемпературную радиационную стойкость материалов для атомных реакторов и реакторов термоядерного синтеза.

Уникальные возможности НГП позволят выполнить широкий круг исследований по актуальным проблемам радиационной физики твердого тела фундаментального и прикладного характера:
- исследование механизмов воздействия нейтронного облучения на макроскопические свойства ВТСП-материалов (критический ток, температура сверхпроводящего перехода) и их дефектную структуру в интервале температур 20-300 К;
- исследование закономерностей и физиче-ской природы радиационной модификации энергетического спектра носителей заряда в полупроводниках при температуре 20-300 К;
- изучение влияния нейтронного облучения на структурные превращения и эффекты обратимости неупругой деформации в сплавах с памятью формы, являющихся перспективными материалами для различных устройств атомных энергетических установок (Т = 20-1000 К);
- исследование воздействия реакторного излучения на фазовые переходы в твердых телах, включающее изучение структурных превращений в металлах, сегнетоэлектриках, магнитных переходов в ферро- и антиферромагнетиках, превращений "порядок-беспорядок" в сплавах, процессов кристаллизации металлических стекол и т.д.; температуры большинства указанных превращений находятся в диапазоне 200 - 1000 К;
- исследование кинетики накопления и отжига радиационных повреждений конструкционных материалов для атомных и термоядерных реакторов непосредственно во время облучения и термоактивационный анализ структурных изменений в материалах в процессе облучении при температурах больше 550 К;
- изучение влияния нейтронного облучения на механические свойства материалов, применяемых и перспективных в атомной и термоядерной энергетике, для определения их работоспособности и рабочего ресурса;
- изучение процессов формоизменения материалов в ходе облучения (радиационная ползучесть, распухание) при температурах 100-1000 К;
- исследование отжига радиационных дефектов и возврата физико-механических свойств материалов при различных температурных воздействиях (высокотемпературные выдержки, термоциклирование).

КОНСТРУКЦИЯ НГП

На рис. 1-3 представлены схемы НГП. В состав НГП (рис. 1) входят следующие системы:
1. Низкотемпературный канал (НК) с криопроводами подачи и возврата криоагента (гелия). В низкотемпературном канале размещается измерительно - нагружающее устройство или измерительная сборка с исследуемыми образцами.
2. Шлюзовая камера - криостат для перегрузки образцов.
3. Вакуумная система для создания и поддержания вакуума в низкотемпературном канале и криопроводах.
4. Криогенная установка, обеспечивающая поддержание температур в канале в диапазоне 20-300 K.
5. Система поддержания температур в НК в диапазоне от 300 K до 1000 K, включающая в себя нагреватель и холодильник.
6. Измерительная установка и автоматическая система управления.
7. Компрессор.

1. Радиационные:

• плотность потока быстрых нейтронов (Е > 1 МэВ) 1x10¹³ см^-2с^-1;
• плотность потока тепловых нейтронов не менее 7x10¹³ cм^-2c^-1;
• удельное тепловыделение - 2 Вт/г;
• общее тепловыделение в канале - 2 кВт.

2. Температурные:

• криоагент - газообразный гелий;
• хладопроизводительность - і 2000 Вт (при температуре 20 K);
• диапазон рабочих температур - 20-1000 К;
• максимальный перепад температур гелия на входе и выходе - < 20 K;
• перегрев образца относительно криоагента - < 5K;
• точность поддержания температуры - ±1 К;
• обеспечение возможности изменения температуры (термоциклирования) с задаваемой скоростью 0,2-10 К/мин при работе реактора на мощности.

Рис.3. Схема трассировки низкотемпературной гелиевой петли в зале наклонных каналов реактора ПИК 1 - низкотемпературный канал, 2 - канал НЭК-5, 3 - криопроводы подачи и возврата гелия, 4 - шибер, 5 - вакуумный насос, 6 - криогенная установка, 7 - кабель, 8 - подключение к трубопроводам гелия высокого давления.