Ваш браузер устарел!

Браузер, которым вы пользуетесь для просмотра этого сайта, устарел и не соответствует современным технологическим стандартам Интернета.

Вы можете установить последнюю версию подходящего браузера, воспользовавшись ссылками ниже:


Вернуться к списку УНУ

Исследовательская ядерная установка ИБР-2

Сокращенное наименование УНУ: ИБР-2

Базовая организация: Объединенный институт ядерных исследований

Ведомственная принадлежность: Без ведомственной принадлежности

Классификационная группа УНУ:

Год создания УНУ: 1984

Размер занимаемых УНУ площадей, кв. м: 12000

Сайт УНУ: http://flnph.jinr.ru/ru/facilities/ibr-2

Заказать услуги УНУ

Контактная информация:

Местонахождение УНУ:

  • Федеральный округ: Центральный
  • Регион: Московская область
  • 141980, г. Дубна, ул. Жолио-Кюри, д. 6

Руководитель работ на УНУ:

  • Швецов Валерий Николаевич
  • +7 (496) 2165657
  • shv@nf.jinr.ru

Сведения о результативности за 2017 год (данные ежегодного мониторинга)

Участие в мониторинге: нетЧисло организаций-пользователей, ед.: 0Число публикаций, ед.: 0Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %: 0.00

Информация об УНУ:

ИБР-2 - это модернизированный быстрый импульсный реактор периодического действия. Его главное отличие от других реакторов состоит в механической модуляции реактивности с помощью подвижного отражателя (ПО). Подвижный отражатель является сложной механической системой, с общей массой до 60 т, обеспечивающей надежную работу двух частей, определяющих модуляцию реактивности: основной подвижный отражатель (ОПО) и дополнительный подвижный отражатель (ДПО). Роторы ОПО и ДПО вращаются в противоположных направлениях с разными скоростями. В момент совмещения обоих отражателей у зоны реактора генерируется импульс мощности. Принципиальные характеристики модернизированного реактора ИБР-2: средняя мощность -2 МВт, частота импульсов -5 Гц, объем активной зоны – 22 литра,  тип топлива - 82.5кг PuO2, полуширина импульса - 240мкс (быстрые нейтроны) и 340мкс (тепловые нейтроны), плотность потока тепловых нейтронов с поверхности замедлителя: усредненная по времени 10^13 н/см^2/сек и максимум в импульсе 10^16 н/см^2/сек. После модернизации эксплуатационный ресурс работы модернизированного реактора ИБР-2 рассчитан на 55 000 часов. Реактор работает непрерывно в двенадцатидневном цикле и потом останавливается для подготовки следующих экспериментов. Существует также летняя, более длительная, остановка реактора для технической профилактики. Обычно реактор работает 9 циклов в году.

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами, многофункциональность и междисциплинарность УНУ:

Модернизированный реактор ИБР-2 ОИЯИ является единственным в мире импульсным исследовательским реактором, параметры которого соответствуют лучшим в мире нейтронным источникам, вводимым в эксплуатацию в последние годы (SNS – США, J-PARC – Япония) и единственным в России специализированным исследовательским реактором, имеющим современный комплекс нейтронных спектрометров, позволяющих решать широкий круг актуальных задач по исследованию функциональных материалов и наносистем методами нейтронографии. Импульсный поток нейтронов ИБР-2 составляет 10^16 н/см^2/с. В 2007-2010 гг. была проведена модернизация реактора ИБР-2, включающая улучшение принципиальных характеристик реактора, улучшение проектных параметров и эксплуатационной надежности реактора, а также обновление основного оборудования реактора. В 2011г. начата работа реактора на физический эксперимент на отдельных спектрометрах модернизированного реактора ИБР-2.

Наиболее значимые научные результаты исследований (краткое описание):

1) Было проведено исследование кристаллической, магнитной структуры и колебательных спектров несобственного мультиферроика YMn2O5 с сильной магнитоэлектрической связью методами нейтронной дифракции, рентгеновской дифракции и рамановской спектроскопии в диапазоне высоких давлений 0 – 30 ГПа и температур 10 – 300 К, С повышением давления в области P > 1 ГПа наблюдалось подавление соразмерной и несоразмерной антиферромагнитных (АФМ) фаз с вектором распространения q = (~1/2, 0, ~1/4) и появление новой соразмерной АФМ фазы с вектором распространения qp = (1/2 0 1/2) .Такое поведение сильно контрастирует с другими системами RMn2O5, в которых под давлением наблюдается противоположное поведение – стабилизация соразмерной АФМ фазы с вектором распространения q = (1/2, 0, 1/4). В области более высоких давлений Р > 16 ГПа наблюдался структурный фазовый переход, сопровождающийся аномалиями в барическом поведении некоторых параметров элементарной ячейки и колебательных мод. Полученные данные позволили проанализировать роль конкурирующих магнитных взаимодействий в формировании основного магнитного состояния мультиферроиков RMn2O5. 2) С помощью дифракции нейтронов исследована эволюции кристаллической структуры катодного материала типа LiNi0.8Co0.1Al0.1O2 в процессе электрохимического циклирования с помощью дифракции нейтронов Эксперименты выполнены на дифрактометре RTD (Real-Time-Diffractometer). Составы типа LiNixCoyAl1-x-yO2, только начинают массово внедряться в производство литий-ионных аккумуляторов в качестве положительного электрода (катода) постепенно вытесняя широко распространенный кобальтат лития. Ранее подобные соединения в режиме реального времени при электрохимическом циклировании исследовались только в модельных ячейках методом рентгеновской дифракции. Дифракция нейтронов позволяет исследовать структурные изменения в материалах электродов как в специализированных электрохимических ячейках, так и непосредственно в готовых к эксплуатации изделиях. В настоящей работе изучался готовый литий-ионный аккумулятор цилиндрического типоразмера 18650. Роль отрицательного электрода в нем выполняет графит, положительным электродом является состав LiNixCoyAl1-x-yO2 с x ≈ 0.8 и y ≈ 0.1 (эти величины были уточнены при обработке полученных дифракционных данных). Кристаллическая структура LiNixCoyAl1-x-yO2 в полностью разряженном аккумуляторе соответствует пр.гр. R-3m c параметрами элементарной ячейки a = 2.8453(1) и c = 14.1878(2) Å. На основе анализа экспериментальных данных, полученных в ходе нескольких циклов заряда-разряда, выполненных с разной скоростью (С/3 и С/10, где С – полная емкость аккумулятора), показано, что процесс внедрения лития в графит происходит с последовательным образованием нескольких LiCn фаз. Образование при заряде конечной LiC6 фазы хорошо фиксируется по скачкообразному появлению дифракционного пика при d ≈ 3.67 Å. Фазового расслоения в материале катода LiNi0.8Co0.1Al0.1O2, наблюдающегося, например, в LiNi0.8Co0.15Al0.05O2, нами не обнаружено. В то же время, параметры элементарных ячеек этих двух материалов изменяются в ходе заряда аналогичным образом, причем расширение и последующее сжатие элементарной ячейки происходит анизотропно. 3) С помощью малоуглового рассеяния нейтронов обнаружены (изменения в структурной организации магнитных жидкостей на основе трансформаторного масла под действием внешнего постоянного и переменного электрического поля. Задача выполнялась в рамках прояснения эффекта повышения напряжения пробоя в жидкостных трансформаторах при добавлении в жидкий носитель наночастиц, в частности наночастиц магнетита, стабилизированных олеиновой кислотой. Показано, что при приложении постоянного электрического поля наряду с макроскопическим фазовым разделением имеет место образование агрегатов на уровне ~100 нм с сильной зависимостью от напряженности поля. При выключении электрического поля система через некоторое время (порядка нескольких часов) возвращается в исходное состояние. Для переменного электрического поля показано, что при достаточно малых частотах агрегаты также образуются, однако данный процесс прекращается при превышении некоторой критической частоты. Таким образом, в дополнение к агрегационным эффектам во внешнем магнитном поле, типичным для магнитных жидкостей, обнаружена аналогичная чувствительность к электрическому полю для магнитных жидкостей на основе диэлектрических носителей, что открывает новые потенциальные возможности регулирования свойствами данных комплексных систем с использованием внешних управляющих параметров. Работа выполнялась совместно c Институтом экспериментальной физики Словацкой академии наук (Кошице, Словакия), Физическим факультетом Киевского Национального Университета им. Тараса Шевченко (Киев, Украина) и Исследовательским центром Юлиха – Отделение нейтронных исследований (Мюнхен, Германия). 4) В последнее время наблюдается большой интерес к исследованию супрамолекулярных сокристаллов типа донор-акцептор с водородными связями, имеющих широкие перспективы в качестве функциональных материалов с полупроводниковыми и/или сегнетоэлектрическими свойствами, возникающими вследствие явлений переноса электронов и протонов. Проведено комплексное исследование кристаллической структуры и молекулярной динамики сокристалла броманилиновой кислоты : 2,6 диметипиразина (BrA : 2,6-DMP) 1:1 с помощью методов монокристальной рентгеновской дифракции, нейтронной спектроскопии (спектрометр НЕРА) и комплементарных спектроскопических методов, Для интерпретации экспериментальных результатов также было проведено теоретическое моделировани. Структурный анализ показал, что исследуемая система кристаллизуется в моноклинной структуре симметрии P21/c с четырьмя молекулярными единицами в элементарной ячейке. В ходе интермолекулярного анализа обнаружена неэквивалентность водородных связей промежуточной силы и присутствие множественных специфических межмолекулярных сил. Теоретические расчеты с использованием приближений поверхности Хиршфелда и уменьшенного градиента плотности выявили роль слабых формирующих взаимодействий и ван-дер-ваальсовых сил в стабилизации кристаллической структуры. При анализе колебательных свойств использовались методы нейтронной и оптической спектроскопии (средний, дальний и терагерцовый диапазоны). Теоретический анализ колебательных спектров производился в рамках теории DFT в полулокальном приближении с учетом полуэмпирических ван-дер-ваальсовых поправок. Несмотря на квазигармоническое приближение, получено хорошее согласие между теоретическими и экспериментальными спектрами. В частности, обнаружено сильное влияние диполь-дипольных взаимодействий дальнего порядка на инфракрасный отклик и влияние структуры на колебания с малыми волновыми числами.

Направления научных исследований, проводимых на УНУ:

  • исследование структуры и свойств новых функциональных материалов, фундаментальных закономерностей переходных процессов в конденсированных средах, атомной динамики материалов для ядерной энергетики, магнитных свойств слоистых наноструктур, структуры углерод- и кремний содержащих наноматериалов, молекулярной динамики  наноматериалов, дисперсных систем и сложных жидкостей, структуры и свойств биологических мембран, текстуры  и свойств минералов, горных работ и конструкционных материалов, атмосферных выпадений на основе мхов-биомониторов.

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):

    Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Фотографии:

Состав УНУ и вспомогательное оборудование: (номенклатура — 13 ед.)

Дифрактометр для измерения деформаций и напряжения (ЭПСИЛОН-МДС)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1997
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Измерения напряжений, деформаций и текстуры в геологических образцах. Диапазон длин волн: 0,8 -7,6 Å Диапазон межплоскостных расстояний: 0,6 - 5,3 Å2Θ диапазон: 82° ≤ 2Θ ≤ 98°

Дифрактометр для исследования микрообразцов (ДН-12)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1994
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Исследования кристаллической и магнитной структура функциональных материалов под высоким давлением, структурных и магнитных фазовых переходов под высоким давлением; динамики водородосодержащих соединений под высоким давлением. Поток нейтронов на образце ~ 2∙106 н/см2/с. Диапазон длин волн 0.8 - 20 Å Диапазон углов рассеяния 45 - 135° Диапазон межплоскостных расстояний 0.6 – 13 Å Разрешение  Δd/d  (2θ = 90°, d = 2 Å) = 0.022, Δd/d  (2θ = 135°, d = 2 Å) = 0.012. Диапазон давлений:     - с сапфировыми наковальнями 5 – 10 GPa   - с алмазными наковальнями 7 – 15 GPa Диапазон температур 10 – 300 К

Многофункциональный нейтронный рефлектометр с горизонтальной плоскостью образца( ГРЕИНС)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ РФ-Венгрия-Германия
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  2014
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Рефлектометр GRAINS предназначен для определения отражательной способности поверхностей и границ раздела в отношении тепловых нейтронов в различных измерениях. Исследуемая система имеет горизонтальную плоскость (вертикальная плоскость отражения). Первоначальный пучок нейтронов, поступающий от холодного замедлителя в зоне реактора, коллимируется в горизонтальной плоскости с помощью системы щелей. Для регулирования угла, под которым он падает на образец (0.5-25 мрад), используется специальное нейтронное зеркало – дефлектор. Так как отклоняющее зеркало отражает только тепловые нейтроны (длина волны > 0.05 нм), то оно выполняет также функцию отделения пучка тепловых нейтронов от быстрых нейтронов (длина волны < 0.05 нм), которые являются источником фона. После отражения от плоскости образца рассеянный пучок попадает на позиционно-чувствительный детектор большой площади. Позиционная чувствительность дает возможность анализа рассеянного пучка по двум направлениям (в вертикальной и горизонтальной плоскостях) и таким образом определяет реализацию так называемой полной 3-х мерной рефлектометрии: 1) Анализ полного зеркального отражения (измерение зависимости отражательной способности системы в точке максимума, как функции модуля переданного импульса); 2) Анализ незеркального отражения (измерение диффузного рассеяния в вертикальной плоскости как функции вектора переданного импульса); 3) Анализ малоуглового рассеяния под скользящими углами (GISANS) (измерение диффузного рассеяния в горизонтальной плоскости как функции вектора переданного импульса).

Многофункциональный нейтронный спектрометр (ДН-2)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1997
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: На нейтронном времяпролетном дифрактометре ДН-2 проводится исследования свойств конденсированных сред во многих направлениях, в их числе: 1. Исследование кристаллической структуры. 2. Исследование магнитной структуры. 3. Исследование фазовых переходов. 4. Эксперименты в реальном времени:     а) кинетика твердофазных реакций,     b) процессы кристаллизации,     с) кинетика процессов гидратации – дегидратации,     d) фазовые переходы в кристалла и модельных мембранах,     e) изучение химических реакций. 5. Диффузное рассеяние в дефектных кристаллах. 6. Изучение доменной структуры. 7. Регистрация сверхструктурных рефлексов малой интенсивности (~0.1 – 0.01% от интенсивности основных пиков) в модулированных структурах. 8. Низкоразмерные структуры с большой элементарной ячейкой. 9. Несоразмерные структуры.

Рефлектометр с поляризованными нейтронами ( РЕФЛЕКС)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1997
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Рефлектометр РЕФЛЕКС-П является многофункциональным спектрометром, предназначенным для исследований свойств поверхности и тонких пленок толщиной до нескольких тысяч ангстрем. Имея источником тепловых нейтронов торцевую часть замедлителя, спектрометр несколько проигрывает в интенсивности падающего на образец пучка, обладая при этом рекордным значением углового разрешения. Поэтому, наиболее приемлемыми задачами для данной установки являются нейтронно-оптические исследования ядерной и магнитной структур поверхности, так как благодаря высокому угловому разрешению, возможно можно измерение детальных особенностей в поведении кривой зеркального отражения в широком спектральном интервале. Однокоординатный позиционно-чувствительный детектор позволяет проводить изучение диффузного рассеяния.

Спектрометр малоуглового рассеяния (ЮМО)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1988
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Исследование микроскопических структурных характеристик жидкостей, биологичесикх мембран, полимеров методом малоуглового рассеяния нейтронов. Диапазон длин волн: 0.5 - 6 Å Диапазон передачи момента q 0.007-0.7 Å -1Разрешение (при q=0.007 Å -1) Δq/q =0.18 Диапазон температур 10-500 К

Спектрометр неупругого рассеяния нейтронов (ДИН-2ПИ)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1995
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Особенностью спектрометра является уникально низкий уровень фона, определяемый как импульсным характером работы реактора, так и применением системы специальных вращающихся коллиматоров для подавления фона. Традиционными направлениями экспериментальных работ, проводимых и развиваемых на спектрометре, являются: 1. Исследования жидких металлов (Na, Ga, Pb, K, Li) и жидкометаллических систем с примесями (расплавы K-O, Pb-K, Na-Pb, Li-H). 2. Исследования водных ионных и гидрофобных растворов, в том числе водных дисперсий углеродных частиц (фуллерены, шунгит, сажи). 3. Исследования квантовых жидкостей как в «объемном» состоянии, так и в условиях ограниченной геометрии и пленок 4Не атомарной толщины. 4. Исследования многокомпонентных кристаллических и аморфных систем, включающих твердые растворы, оксиды и гидриды металлов, суперионные проводники и тройные примесные системы.

Спектрометр обратной геометрии для одновременного исследования структуры и динамики образцов (НЕРА)
Фирма-изготовитель:  РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1997
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: НЕРА представляет собой времяпролетный спектрометр обратной геометрии, предназначенный для решения широкого круга задач. Он был разработан для исследования неупругого и квазиупругого рассеяния нейтронов с одновременным контролем фазового состояния образца с помощью нейтронной дифракции. Таким образом, работа на нем позволяет одновременно изучать динамику и структуру конденсированного состояния, в частности, вещества, обладающие полиморфизмом. Это особенно удобно в том случае, когда в процессе фазового перехода изменение структуры сопровождается решеточно-динамическими эффектами или изменением характера стохастических движений молекул и молекулярных групп.

Спектрометр поляризованных нейтронов (РЕМУР)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1995
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Исследование особенностей строения и магинтных свойств тонких пленок и других наноструктур методом нейтронной рефлектометрии Диапазон длин волн: 0.8 - 12 ÅУглы падения нейтронного пучка  0.001-0.01 рад. Диапазон температур 5-300 К

Текстурный дифрактометр (СКАТ)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1999
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Измерения напряжений, деформаций и текстуры в геологических образцах. Диапазон длин волн: до 7 Å Диапазон межплоскостных расстояний: до 5 ÅСпектральное разрешение: Δd/d (d = 2.5 Å): 5·10-3 (18' коллимация) Δd/d (d = 2.5 Å): 7·10-3 (45' коллимация) Максимальный объём образца: 50 см3

Установка РЕГАТА
Фирма-изготовитель:  РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1987
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Установка РЕГАТА предназначена для проведения нейтронного активационного анализа. Нейтронный активационный анализ — ядерно–физический метод определения состава вещества, основанный на активации атомных ядер с помощью нейтронов и исследовании радиоактивного излучения, возникающего вследствие возбуждения атомных ядер.

Фурье дифрактометр высокого разрешения (ФДВР)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1992
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Прецизионные исследования характеристик атомной структуры материалов с высоким разрешением методом нейтронной Фурье-дифрактометрии Диапазон длин волн: 0.6 - 6 Å Углы рассеяния 60-156°Диапазон температур 7-750 К Максимальное разрешение Δd/d = 0.0007

Фурье-стресс-дифрактометр (ФСД)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1987
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Исследование внутренних напряжений с помощью дифракции тепловых нейтронов

Услуги УНУ: (номенклатура — 6 ед.)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Индустрия наносистем

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Индустрия наносистем

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Индустрия наносистем

Методики измерений, применяемые в ЦКП: (номенклатура — 7 ед.)

Методика дифракции нейтронов

Методика малоуглового рассеяния нейтронов

Методика нейтронной дифрактометрии остаточных напряжений

Методика неупругого рассеяния нейтронов

Методика рефлектометрии нейтронов

Методика текстурного анализа

Методика нейтронныго активационного анализа

Вернуться к списку УНУ

 

Для просмотра сайта поверните экран