Увидеть нейтронный поток с помощью детекторов – молодежная школа в ЛНФ ОИЯИ


https://www.youtube.com/jinrtv

Международная молодежная научная школа «Приборы и методы экспериментальной ядерной физики. Электроника и автоматика экспериментальных установок» проходит ежегодно, вот уже восьмой год подряд, в Лаборатории нейтронной физики Объединенного института ядерных исследований.

Название Лаборатории уже говорит о том, что здесь все эксперименты связаны с нейтронами. Как объясняют специалисты: «Мы «светим» нейтронным пучком, идущим от реактора, на образец, и по тому, как нейтронный пучок рассеивается, видим, как там расположены атомы, какова структура того или иного материала».

Измерительные установки выступают в роли микроскопа. Они бывают  разные — нейтронографические, спектрометрические и другие.  Одно из практических занятий в научно-экспериментальном отделе  комплекса спектрометров было посвящено измерению координатного спектра тепловых нейтронов. Начальник группы Андрей Чураков познакомил студентов с методами регистрации тепловых нейтронов, чтобы они имели практический опыт измерений с помощью детекторов ионизирующих излучений.

Андрей Чураков, начальник группы Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ: «Здесь студенты проходят практику  по работе с позиционно-чувствительными детекторами тепловых нейтронов. Они работают с реальными приборами, которые используют экспериментаторы на реакторе ИБР-2. Можно руками потрогать, пощупать, увидеть, так сказать,  нейтронный поток с помощью этого детектора».

Олжас  Кенжегулов, участник Международной молодежной школы (г. Астана, Казахстан): «Вчера были на практикуме  детекторов нейтронов координатных спектров, а сегодня – амплитудные спектры смотрим».

Ангелина Томас, участница Международной молодежной школы (г. Москва): «У нас была практика по программированию. Мы узнали, как люди, сидя далеко от детекторов, могут их двигать путем нажатия одной кнопки. А сейчас мы  пытаемся регистрировать нейтроны».

После того, как была собрана экспериментальная установка, ребята определяли параметры детектора, смотрели, как изменяется форма сигнала, как изменяются импульсы в зависимости от высокого напряжения, Они наблюдали  координатный спектр тепловых нейтронов, провели своего рода эксперимент по нейтронной радиографии, и видели — как пластина выглядит  в нейронных лучах.

Андрей Чураков, начальник группы Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ: «Здесь нейтроны берутся  от лабораторного источника  калифорниевого — источник 252Cf находится в замедлителе. Вот ящик, покрытый со всех сторон защитой, – как раз хранилище для источника. Его интенсивность ~107 н/см2/с».

Экспериментальные направления ядерной физики –  этой специальности обучается большинство студентов, которые приняли участие в международной молодежной школе. Им интересно все это увидеть, ведь приборы создаются непосредственно сотрудниками Лаборатории нейтронной физики.  Молодые люди получают  информацию, что называется, из первых уст, а не из учебников, впрочем, в учебниках такого, скорее всего, и не найти.

Сергей Куликов, начальник научно-экспериментального отдела комплекса спектрометров Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ: «На наших установках — на спектрометрах – почти все детекторы, которые там детектируют нейтроны, разработаны и созданы у нас. Сейчас активно разрабатываем системы окружения образца, чтобы он был уже с огромным давлением, в магнитных полях, при низких температурах, когда  колебаний атомов, молекул уже не существуют. Ребята видят новые разработки. Планируем приобретение промышленных роботов, чтобы начать новое направление – это смена образцов — уже на современном уровне. Процесс только начинается. Это фишка будет для них, как молодежь говорит».

Андрей Чураков, начальник группы Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ: «Приборы мы разрабатываем  как универсальные, покрывающие многие задачи, так и приборы, которые решают конкретную задачу.  Экспериментатор приходит, приносит свое предложение, высказывает свои требования. Мы вместе с ним обсуждаем конструкцию прибора, создаем его, включаем, проверяем, определяем все параметры. Например, здесь находится прототип  — это нейтронный телескоп. Мы его разработали для спектрометрии быстрых нейтронов. Такой же прибор сейчас работает в Корее для определения потока быстрых нейтронов от их установки  по удержанию плазмы. В зависимости от вида эксперимента  прибор разрабатывается нашими сотрудниками. На ИБРе наши приборы работают на установках по нейтронной дифракции, по малоугловому рассеянию,  по нейтронной рефлектометрии».

Студенты узнали о новой разработке – детекторе, который проходит последнюю проверку  перед отправкой на реактор ИБР-2.

Андрей Чураков, начальник группы Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ: «Это новая разработка нашего отдела, нашей группы. Это кольцевой  секционированный детектор для исследования  малоуглового рассеяния  тепловых нейтронов. Он имеет достаточно большую чувствительную область, что важно для малоугловых  приборов. Его особенность – в центре есть отверстие для пропуска прямого пучка. Это позволяет уменьшить фон, вызванный  перерассеянием прямого пучка на стенках детектора, и понизить загрузку детектора. Он разделен  изнутри на кольца – на 9 колец, каждый из которых  разделен на 16 секторов, всего 144 детектирующих элемента. Этот прибор планируется использовать на канале 6А на дифрактометре, он уже вводится в эксплуатацию, проводится его последняя проверка  перед отправкой на реактор.

Сергей Куликов, начальник научно-экспериментального отдела комплекса спектрометров Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ: «Поскольку Лаборатория активно развивается, то ребятам будет интересно посмотреть, что здесь происходит, и дальше решать – приезжать ли им сюда на практику, связать ли свою жизнь с наукой».

Более 60 студентов из стран-участниц ОИЯИ приняли участие в работе Школы, они прошли конкурс – три человека на место.

Булат Бакиров, участник Международной молодежной школы (г. Казань): «В нашем университете открылась базовая кафедра ОИЯИ, и нам предложили выбрать курсы в магистратуре, чтобы один год обучаться в Казанском университете, а второй год – в Дубне. Мы приняли такое предложение. Первый год — ознакомительный, чтобы  понять, с кем нам сотрудничать, найти научного руководителя, а на следующий год уже приехать сюда и делать работу».

Сергей Куликов, начальник научно-экспериментального отдела комплекса спектрометров Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ: «Мы активно начали работать. ОИЯИ создает базовые кафедры в ряде вузов, в частности, сейчас мы активно работаем в Казанском университете. Несколько ребят целевым образом уже приехали  из Казанского университета, чтобы потом делать магистерскую работу, а дальше – приехать сюда на работу. Уральский  университет представлен большой группой ребят. Ранее приезжал представитель ректората Уральского университета, возможно, в скором времени появится базовая кафедра ОИЯИ и там. Университет «Дубна» — традиционно у нас, МИФИ. С Казахстаном достаточно плотные отношения. Также ребята приехали из Украины, Беларуси».

Тематика Школы включает такие темы, как источники нейтронов, детекторы нейтронов, спектрометры, системы окружения образца, детекторная электроника и электроника сбора и накопления данных, автоматизация проведения экспериментов на спектрометрах, программное обеспечение спектрометров. Для чего же нужны исследования с помощью нейтронов?

Андрей Чураков, начальник группы Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ: «Например, промышленнику нужно сделать новый  материал, новый прибор, новый компьютер с большим жестким диском, новее лекарство. Нужно знать из чего состоит этот материал, этот компьютер, это лекарство. Увидеть под микроскопом невозможно, слишком маленький размер, и здесь в качестве микроскопа  выступают установки  по рассеянию нейтронов».

Олжас  Кенжегулов, участник Международной молодежной школы (г.  Астана, Казахстан): «Я с кафедры ядерной физики (новые материалы и технологии), так что это прямое отношение к моей профессии имеет.

Ангелина Томас, участница Международной молодежной школы (г. Москва): «Я учусь в МИФИ. Это направление как раз является моим направлением (экспериментальные методы ядерной физики). И поскольку я являюсь студентом первого курса магистратуры,  мне хотелось как можно ближе оказаться  к научному миру, узнать, что здесь происходит, потрогать это. Я думаю сюда вернуться,  и рассматривается даже дальнейшее трудоустройство».

Иван Челмаков, участник Международной молодежной школы (г. Обнинск): «Я обучаюсь в филиале МИФИ на 5 курсе. Мне поступило предложение от моей кафедры, что здесь можно получить реальный опыт. Это схоже с моей специальностью (расчет, конструирование ядерных реакторов)».

Реальный опыт работы с современными физическими приборами студенты получили. Лекции, экскурсии, практические занятия – все это для них как связующая нить между учебой и будущей работой, которую все они видят в сфере экспериментальной ядерной физики, где год от года совершенствуется приборная база, благодаря чему исследования становятся все более многоплановыми.

 

В Лаборатории нейтронной физики   не только изучают нейтрон как элементарную частицу с помощью различных инструментов, но и используют сам нейтрон в качестве инструмента для исследования структуры кристаллов и наносистем, функциональных материалов, сложных жидкостей и полимеров, горных пород. Результаты исследований находят применения в молекулярной биологии и фармакологии, технической диагностике и в других областях науки и техники.

Научно-информационный отдел ОИЯИ, 2017
Редактор портала: Инна ОРЛОВА
Видеограф: Евгений ГОРЯЧКИН

http://www.jinr.ru

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