Уникальные научные установки

УСУ «Исследовательский водо-водяной атомный реактор ИВВ-2М, рег. № 01-34 (Нейтронный материаловедческий комплекс Института физики металлов УрО РАН)» (НМК ИФМ УрО РАН)

УНУ создана в 1966 году

Данная УНУ была поддержана в рамках мероприятия 1.8 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Адрес
Руководитель работ
  • 👤Гощицкий Борис Николаевич
  • 📞 (343) 374 44 94
  • bng@imp.uran.ru
Сведения о результативности за 2016 год (данные мониторинга)
Участие в мониторинге Число организаций-пользователей, ед. Число публикаций, ед. Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %
да51530.82
Базовая организация

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н.Михеева Уральского отделения Российской академии наук

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

В НМК ИФМ УрО РАН ведутся исследования с использованием пучков быстрых и тепловых нейтронов исследовательского атомного реактора ИВВ-2М. НМК ИФМ УрО РАН является единственным в России  Центром, в котором нейтронографическими методами исследуются высокорадиоактивные материалы, в том числе, функциональные, для использования в промышленности. Кроме того, это единственный в Урало-Сибирском регионе нейтронный центр, где проводятся основные нейтронные исследования в области физики конденсированного состояния.  Реактор ИВВ-2М имеет мощность 15 МВт. Плотность тепловых и быстрых нейтронов в центре реакторной зоны составляет 1Е14 и 4Е14 н/см кв.сек, соответственно. Для проведения основных нейтронных исследований в НМК ИФМ УрО РАН располагает пятью  специализированными горизонтальными каналами для вывода пучков тепловых нейтронов и набором вертикальных облучательных каналов, обеспечивающих различные внешние условия (температура, газовая среда, механические нагрузки) облучения. Работы ведутся с использованием нейтронных дифрактометров различного назначения, спектрометра малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов, установок для электрофизических измерений, в том числе, криомагнитной системы HFSS («OXFORD», диапазон температур 0.3 К-400 К, магнитных полей до 15.5 Тл), рентгеновского дифрактометра  и других установок.      Состав УНУ: - Комплекс "Многоцелевой нейтронный дифрактометр c высокой светосилой Д-2"; - Комплекс "Многоцелевой автоматизированный двухосный нейтронный дифрактометр высокого разрешения Д-3";  - Комплекс "Дифрактометр малоуглового рассеяния на поляризованных нейтронах Д-6"; - Комплекс "Нейтронный дифрактометр высокого разрешения со стодетекторной системой регистрации нейтронов Д-7а"; - Комплекс "Многодетекторный дифрактометр для исследования монокристаллических образцов Д-7б"; -    Комплекс «Криомагнитная гальванометрическая установка» на базе криомагнитной системы HFSS -«OXFORD»; - Вибрационный магнитометр "ВИБР"; -    Рентгеновский дифрактометр, приспособленный для исследования радиоактивных образцов.      Экспериментальные установки аттестованы метрологической службой ИФМ УрО РАН и соответствуют требованиям, сформулированным в ГОСТ 7.32-2001. Средства измерения, входящие в установки, поверены и калиброваны. В НМК ИФМ УрО РАН имеются служба ядерно-физической электроники и автоматики, группа облучений, участок механосборочных работ и криогенная станция. Наличие комплекса современного экспериментального оборудования, высокая квалификация исполнителей работы, многолетний опыт исследований, гарантируют достижение требуемого качества работ и возможность проведения с ее использованием междисциплинарных исследований.

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами

В Нейтронном материаловедческом комплексе ФГБУН Института физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (НМК ИФМ УрО РАН) ведутся исследования с использованием пучков быстрых и тепловых нейтронов исследовательского водо-водяного атомного реактора ИВВ-2М. НМК ИФМ УрО РАН является единственным в России центром, в котором нейтронографическими методами исследуются высокорадиоактивные материалы, в том числе, функциональные для использования в промышленности. Кроме того, это единственный в РАН и единственный в Урало-Сибирском регионе нейтронный центр, где проводятся основные нейтронные исследования в области физики конденсированного состояния. Реактор ИВВ-2М имеет мощность 15 МВт. Плотность тепловых и быстрых нейтронов в центре реакторной зоны составляет 10^14 и 4 x10^14 н/см2сек, соответственно. Реактор работает около 6000 часов в год. Для проведения основных нейтронных исследований в области физики конденсированного состояния в НМК ИФМ УрО РАН на реакторе ИВВ-2М располагает пятью специализированными горизонтальными каналами для вывода пучков тепловых нейтронов и набором вертикальных облучательных каналов, обеспечивающих различные внешние условия (температура, газовая среда, механические нагрузки) облучения. Работы ведутся с использованием имеющегося в НМК ИФМ УрО РАН специализированного экспериментального оборудования для проведения широкого спектра исследований физических свойств обычных и высоко радиоактивных образцов (в интервале температур от 4.2 К до 1000 К и магнитных полей до 1.2 T при внешнем гидростатическом давлении до 15 Кбар при Т~300 К).

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

  • Кристаллическая и электронная структуры, магнитное состояние, атомно-структурные превращения в конденсированных средах при интенсивных радиационных, термических и деформационных воздействиях;
  • Магнитные структуры и фазовые переходы сплавов и соединений на основе редкоземельных и переходных металлов;
  • Физические механизмы формирования экстремальных свойств материалов (высокотемпературная сверхпроводимость, гигантское магнитосопротивление, суперионная проводимость, макроскопическая квантовая когерентность и фрактальность наносистем);
  • Радиационная модификация материалов с целью направленного изменения их свойств;
  • Свойства материалов, облученных быстрыми нейтронами, в том числе перспективных для применения в ядерной и термоядерной индустрии и энергетике;
  • Ориентированные нейтронографические исследования функциональных материалов с целью улучшения их эксплуатационных свойств (конструкционные стали, нанокристаллические интеркалированные углеродные соединения, металломатричные композиты, твёрдые электролиты, газогидратные фазы высокого давления).

Наиболее значимые научные результаты исследований

Обнаружено, что воздействие быстрыми нейтронами на мультиферроик Bi0.85La0.15FeO3 индуцирует образование в наноразмерном состоянии заметного количества фазы Fe3O4, что объясняет наблюдаемый в ряде работ рост намагниченности при облучении данного материала высокоэнергичными ионами или электронами. Определены магнитные структуры соединения Ni3-xCoxV2O8 и описаны фазовые переходы в нем. Получены данные по влиянию внедренного водорода на радиационно-индуцированные процессы в аустенитной стали 16Cr–15Ni–3Mo–1Ti, а также в сплавах V–4Ti–4Cr и V–10Ti–5Cr. Выполнен синтез первых образцов нового сверхпроводника ZrB12, подтверждена его кристаллическая структура. Изучено влияние радиационных дефектов на свойства допированного алюминием перспективного термоэлектрика Mg2Si. Показано, что при 150 K недавно открытое соединение соединение Fe4O5 испытывает фазовый переход, вовлекающий в себя одновременное формирование димеров и тримеров в линейных цепочках октаэдрически координированных ионов Fe. Для соединения Lu2.857Gd2Pd2 обнаружена аномалия, связанная с переходом из парамагнитного состояния в магнитное состояние стекольного типа. Выявлены признаки существования ближнего магнитного порядка вплоть до температур в 5-7 раз превышающих Tf. Обнаружен метамагнитный переход в индуцированное полем ферромагнитное состояние при HC = 4.5 кЭ. Исследована кристаллическая структура соединения RbGaO2, имеющего высокую рубидий-катионную проводимость и установлена корреляция ее характеристик с проводящими свойствами. Изучены особенности кристаллической структуры объёмных кристаллов с основным структурным мотивом цинковой обманки Zn0.9Ni0.1S, Zn0.9V0.1Se и Zn0.997Ni0.003Te. Обнаружено, что в формировании коротковолновых модуляций в рассмотренных соединениях проявляется тенденция к ГЦК « ГПУ реконструктивному фазовому переходу.

620990, г. Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, д. 18
📷

Перечень объектов в составе УНУ (8)

Наименование Изготовитель Страна Год выпуска Количество единиц
Комплекс "Нейтронный дифрактометр высокого разрешения со стодетекторной системой регистрации нейтронов Д-7а"
Назначение, основные характеристики
ИФМ УрО РАН Россия 2005 1
Комплекс "Многоцелевой автоматизированный двухосный нейтронный дифрактометр высокого разрешения Д-3"
Назначение, основные характеристики
ИФМ УрО РАН Россия 2004 1
Комплекс "Многодетекторный дифрактометр для исследования монокристаллических образцов Д-76"
Назначение, основные характеристики
ИФМ УрО РАН Россия 2000 1
Комплекс "Дифрактометр малоуглового рассеяния на поляризованных нейтронах Д-6"
Назначение, основные характеристики
ИФМ УрО РАН Россия 2004 1
Комплекс "Многоцелевой нейтронный дифрактометр с высокой светосилой Д-2"
Назначение, основные характеристики
ИФМ УрО РАН Россия 1995 1
Вибрационный магнитометр "ВИБР"
Назначение, основные характеристики
ИФМ УрО РАН Россия 2003 1
Комплекс «Криомагнитная гальванометрическая установка»
Назначение, основные характеристики
Oxford Instruments Великобритания 2004 1
Аппарат рентгеновский ДРОН-УМ-1
Назначение, основные характеристики
ломо Россия 1978 1

Услуги (11)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию.
Наименование Приоритетное направление
Нейтронографические исследования нанокомпозитов «расширенный графит + кобальт», «расширенный графит + никель», «расширенный графит + Fe3O4».
Индустрия наносистем
Нейтронографическое исследование атомной и магнитной структуры допированного ванадием литий-марганцевого фосфата до и после облучения.
Индустрия наносистем
Нейтронографическое исследование атомной и магнитной структуры сложного оксида Sr2Mg0.15Ni0.75 MoO6 .
Индустрия наносистем
Исследование магнитных свойств кандидатных для использования в атомной энергетике сталей ЭК-181 и ЧС-139 после термообработок различного типа и облучения флюенсом быстрых нейтронов до 5×10E19 см-2 .
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Облучение образцов феррито-мартенситных и аустенитных радиационностойких реакторных сталей нейтронами на исследовательском реакторе ИВВ-2М с целью моделирования процесса порообразования и изучения структуры плотных каскадов атомных смещений.
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исследование методом нейтронной дифракции кристаллической структуры кандидатных для использования в атомной энергетике сталей ЭК-181 и ЧС-139 после термообработок различного типа.
- наиболее востребованная услуга
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Нейтронографическое исследование кристаллической структуры и фазового перехода сплавов Ni3Mn–Ni3Al, облучённых быстрыми нейтронами, с целью выявления особенностей радиационно-индуцированного состояния.
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исследование с помощью метода упругого когерентного рассеяния нейтронов образцов ZrО2, допированных окисью алюминия. Определение параметров их кристаллической и пористой структуры.
Индустрия наносистем
Нейтронографическое исследование кристаллической структуры и фазового перехода в твёрдых электролитах в широкой температурной области. Выявление корреляции структура – свойства.
Индустрия наносистем
Нейтронографическое исследование атомной и магнитной структуры сложных оксидов Sr2ZnMoO6. Определение структурных параметров и величин магнитных моментов ионов 3d-переходного металла при изменении температуры
- наиболее востребованная услуга
Индустрия наносистем
Нейтронографическое исследование атомной и магнитной структуры шпинелей и оливина в исходном состоянии и после облучения быстрыми нейтронами.
- наиболее востребованная услуга
Индустрия наносистем

Методики (6)

Наименование методики Наименование организации, аттестовавшей методику Дата аттестации
Методика облучения образцов флюенсами быстрых нейтронов в вертикальных облучательных каналах
Методика изучения структурных и магнитных свойств конденсированных материалов на основании измерений дифракции тепловых нейтронов
Методика изучения сверхпроводящих и транспортных свойств материалов на основании измерений с помощью криомагнитной системы HFSS "Oxford"
Методика изучения магнитных свойств материалов на основании измерений на вибрационном магнитометре "ВИБР"
Методика изучения выделений в конденсированных материалах на основании измерений малоуглового рассеяния тепловых нейтронов
Методика изучения структурных свойств конденсированных материалов на основании измерений рентгеновской дифракции

Возврат к списку


0 комментариев

Комментарии отсутствуют!

Вы можете оставить свое сообщение первым.

Написать комментарий