Криогенный замедлитель нейтронов — экспериментальный стенд ИБР-2, ЛНФ ОИЯИ, Дубна, 2014

You need to install or upgrade Flash Player to view this content, install or upgrade by clicking here.

http://www.youtube.com/user/jinrtv

В Лаборатории нейтронной физики Объединенного института ядерных исследований идут   испытания  на полномасштабном  экспериментальном  стенде, который имитирует  способ  подачи мезитиленовых шариков в наклонный замедлитель  4-6-го нейтронных каналов  реактора.  В имитатор камеры  загрузили  около 300 мл шариков,  примерно 7000 штук.  Таким образом,  выбирается оптимальный режим работы, проводится отладка систем управления и контроля.

Для модернизированного  импульсного реактора   ИБР-2 учёные и специалисты  Лаборатории нейтронной физики разработали первый в мире  холодный замедлитель нейтронов, в котором используются твёрдые шарики замороженной смеси ароматических углеводородов – наиболее радиационно-стойких водородосодержащих веществ.

Сергей Куликов, начальник научно-экспериментального отдела комплекса спектрометров ЛНФ ОИЯИ: « Мезитилен при комнатной температуре  жидкий.  Для того, чтобы его сделать его в виде  шариков, мы капаем специальной капельницей в жидкий азот.  Получаются шарики достаточно правильной формы.  Потом мы их приносим на стенд, чтобы загрузить в замедлитель уже готовые».

ИБР-2 излучает быстрые нейтроны, а экспериментаторам нужны не только они, но еще и медленные. Чтобы уменьшить их скорость до 1-2 км/с, достаточно использовать в качестве замедлителя обычную воду. Но чтобы получить достаточное количество более медленных нейтронов со скоростью до 500-200 м/с (так называемые “холодные нейтроны”), необходим замедлитель с более низкой температурой.

Вокруг реактора ИБР-2   планируется установить  три холодных замедлителя.  Первая очередь уже создана.  Криогенный замедлитель  после работы в  опытном режиме  в 2014 году введен  в постоянную эксплуатацию.  Сейчас в Лаборатории  нейтронной физики идет работа над созданием второй очереди для других каналов. Рабочее   вещество (шарики) подаются в пневматический тракт с холодным газом гелия для последующей доставки их в камеру холодного замедлителя быстрых нейтронов.

Сергей Куликов, начальник научно-экспериментального отдела комплекса спектрометров ЛНФ ОИЯИ:  «Нам необходимо поднять шарики  на высоту 4,5 метра под углом 50 градусов.  Они доставляются на большое расстояние  с помощью потока гелия при очень низкой температуре —  примерно 30 градусов по Кельвину. Важность этого проекта в том, что мы, не влезая внутрь реактора, а вне его  создаем такую среду, такое оборудование, которое позволяет нам занимать лидирующие позиции по интенсивности тех нейтронов, которые  нужны для изучения вещества».

Технология шарикового холодного замедлителя нейтронов  уникальная,  подобной  нет нигде в мире. Она впервые была опробована в Объединенном институте ядерных исследований. Разработчики получили три патента на её элементы.  С появлением новой криогенной установки поток нейтронов удалось увеличить в 14 раз. Это  позволяет физикам существенно поднять эффективность экспериментов, проводить  их значительно быстрее.  Создаются условия, при которых можно  выполнить эксперименты, ранее практически не осуществимые.  В первую очередь речь идет об экспериментах по малоугловому рассеянию на макромолекулярных структурах. А стендовые испытаний проводятся  для отработки  наиболее эффективных режимов загрузки.

Константин Мухин, начальник  группы № 2 вакуумных криогенных систем механико-технологического отдела  ЛНФ ОИЯИ: «Мы  находимся  на  криогенном участке, который обеспечивает  холодом  замедлитель, который уже установлен и работает на реакторе,    и стенд криогенного замедлителя (КЗ-201)  — наклонного замедлителя».

Василий Графов, механик: « Вся схема —  на экране компьютера:   газодувка  и криогенный замедлитель, все путепроводы, все камеры. Мы сейчас смотрим за температурой в загрузочной камере, куда засыпаем шарики. Когда они засыпятся,  мы будем понижать температуру (она будет в зависимости от задания).  Сегодня —  немного будет,  а когда  в рабочем состоянии  — до 20 градусов  Кельвина».

( Отчет градусов по Кельвину идет от точки абсолютного нуля (минус 273,15° по Цельсию).

Реактор ИБР-2 обладает уникальными характеристиками.  При средней тепловой мощности два мегаватта ИБР-2 генерирует мощность около 1,5 тысячи мегаватт, имеет 14 экспериментальных каналов.  Он  является единственным импульсным высокопоточным специализированным научно-исследовательским источником нейтронов не только в РФ, но и во всех странах-участницах ОИЯИ. А установка к реактору уникальных криогенных замедлителей сделает  эту физическую машину еще более привлекательной для  проведения экспериментов,  позволит повысить эффективность использования нейтронов  на выведенных пучках в 20-30 раз.

Научно-информационный отдел ОИЯИ, 2014

Редактор портала: Инна ОРЛОВА

Видео и фото: Игорь БЕЛЬВЕДЕРСКИЙ

http://www1.jinr.ru/News/Jinrnews_rus.html

http://wwwinfo.jinr.ru/jinrmag/