Нейтронный материаловедческий комплекс Института физики металлов УрО РАН на реакторе ИВВ-2М (НМК ИФМ)

Официальное название: УСУ «ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ВОДО-ВОДЯНОЙ АТОМНЫЙ РЕАКТОР ИВВ-2М, РЕГ. № 01-34 (Нейтронный материаловедческий комплекс Института физики металлов УрО РАН)»

Институт физики металлов УрО РАН располагает на исследовательском атомном реакторе ИВВ-2М уникальным комплексом экспериментальных установок и методик, позволяющих изучать атомную, магнитную и микроструктуру конденсированных сред методами рассеяния тепловых нейтронов, а также магнитные свойства материалов, в том числе, облученных быстрыми нейтронами и гамма квантами в разных внешних условиях. Нейтронный материаловедческий комплекс ИФМ УрО РАН является единственным в России исследовательским центром, в котором нейтронографическими методами исследуют высокорадиоактивные материалы, в том числе, функциональные, для использования в промышленности. Кроме того, это единственный в Урало-Сибирском регионе нейтронный материаловедческий центр, где проводятся основные нейтронные исследования в области физики конденсированного состояния. НМК ИФМ УрО РАН функционирует в соответствии с Положением о нейтронном материаловедческом комплексе УрО РАН на реакторе ИВВ-2М.

Экспериментальные исследования с использованием потоков быстрых и тепловых нейтронов, а также изучение свойств облученных образцов выполняются сотрудниками Лаборатории нейтронных исследований вещества (ЛНИВ) и обособленного подразделения института в г. Заречном "Отдела работ на атомном реакторе" (ОРАР), входящих в Отдел радиационной физики и нейтронной спектроскопии (ОРФиНС). В формировании тематики работ, а также в изучении состояния необлученных материалов активно участвуют и другие подразделения Института. Кроме того, возможно проведение исследований в интересах внешних пользователей на основе Соглашений о научно-техническом сотрудничестве на безвозмездной основе. Соглашения определяют рамки, в которых сотрудники НМК ИФМ и внешней организации могут работать совместно на его экспериментальном оборудовании, либо выполнять для внешней организации исследования по её Техническому заданию. Предложения о проведении таких работ рассматриваются Научно-Техническим Советом Уникальной Научной Установки.

Подробное описание работы УНУ НМК ИФМ в 2011 - 2017 гг. содержится в файле Нейтронный материаловедческий комплекс ИФМ УрО РАН на реакторе ИВВ-2М.pdf

 

Научно-Технический Совет УНУ "НМК ИФМ УрО РАН":

  • Председатель: В.И. Бобровский, канд. физ.-мат. наук, зав. Отделом радиационной физики и нейтронной спектроскопии. 
  • Члены НТС:
- А.Ф. Губкин, канд. физ.-мат. наук, зав. Лабораторией нейтронных исследований вещества
- В.И. Максимов, канд. физ.-мат. наук, зав. Отделом работ на атомном реакторе
- Н.В. Баранов, д-р физ.-мат. наук, зав. Лабораторией микромагнетизма
- В.Г. Зубков, д-р физ.-мат. наук, гл. науч. сотр. (ИХТТ УрО РАН)
- В.В. Сагарадзе, чл.-корр. РАН, гл. науч. сотр.
  • Секретарь Совета: Е.А. Шерстобитова, канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. (ИФМ УрО РАН)

 

Основные научные направления:

  • Ориентированные нейтронографические исследования функциональных материалов с целью улучшения их эксплуатационных свойств (конструкционные стали, нанокристаллические системы, металломатричные композиты, твёрдые электролиты, газогидратные фазы высокого давления)
  • Свойства материалов, облученных быстрыми нейтронами, в том числе, перспективных для применения в ядерной и термоядерной индустрии и энергетике
  • Радиационная модификация материалов с целью направленного изменения их свойств
  • Физические механизмы формирования экстремальных свойств материалов (высокотемпературная сверхпроводимость, гигантское магнитосопротивление, суперионная проводимость, макроскопическая квантовая когерентность и фрактальность наносистем и т.п.)
  • Магнитные структуры и фазовые переходы сплавов и соединений на основе редкоземельных и переходных металлов

 

Методики исследований:

  • Методика изучения структурных свойств конденсированных материалов на основании измерений рентгеновской дифракции
  • Методика изучения выделений в конденсированных материалах на основании измерений малоуглового рассеяния тепловых нейтронов
  • Методика изучения магнитных свойств материалов на основании измерений на вибрационном магнитометре «ВИБР»
  • Методика изучения структурных и магнитных свойств конденсированных материалов на основании измерений дифракции тепловых нейтронов
  • Методика облучения образцов флюенсами быстрых нейтронов в вертикальных облучательных каналах

 

 

 

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 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 1∙1014 и 4∙1014 н/(см2 сек) соответственно.

УНУ «НМК ИФМ УрО РАН располагает набором нейтронных дифрактометров, возможностями проводить облучение образцов в вертикальных каналах атомного реактора, а также различными установками для исследования физических свойств, главным образом, облученных образцов. В перечень основного оборудование входят:

  • Комплекс "Нейтронный дифрактометр высокого разрешения со стодетекторной системой регистрации нейтронов  Д-7а". Разработка ИФМ УрО РАН. Назначение: Измерения кристаллической структуры, фазового состава и внутренних микронапряжений материалов выполняются в интервале температур от 4.2 К до 1000 К и магнитных полях до 1.2 Тл при внешнем гидростатическом давлении до 15 Кбар при температуре порядка 300 К.
  • Комплекс "Многоцелевой автоматизированный двухосный нейтронный дифрактометр высокого разрешения Д-3". Разработка ИФМ УрО РАН. Назначение: Магнитная нейтронография. Малоугловое рассеяние нейтронов на высокопористых материалах. Длина волны 2.45 и 1.7 Å. Угловое разрешение 0.3 - 0.4 %, малоугловые эксперименты с минимальным q=0.045 Å . Диапазон температур (4.2 -  1000) К; Гидростатическое давление до 15 Кбар при температуре 300 К.
  • Комплекс "Многодетекторный дифрактометр для исследования монокристаллических образцов Д-7б". Разработка ИФМ УрО РАН. Назначение: Исследование особенностей структурных превращений при реконструктивных переходах, исследование трансформаций кристаллической структуры материалов при облучении быстрыми нейтронами. Разрешение 0.3%. Диапазон изменения температур от 2.5 до 1000 К".
  • Аппарат рентгеновский ДРОН-4-07. Производство ЛОМО, Россия. Назначение: Измерение методом рентгеновской дифракции кристаллической структуры и фазового состава материалов. Исследуются только не радиоактивные образцы.
  • Мёссбауэровский спектрометр с возможностью исследования высокорадиоактивных образцов, изготовленный на базе спектрометра MS-1101. Создан в ИФМ УрО РАН. Назначение: Исследование фазового состава и локальной структуры на уровне ближайших окружений атомов Fe. Использование резонансного детектора позволяет проводить исследования радиоактивных образцов. (В опытной эксплуатации).

Низкотемпературные измерения обеспечиваются двухступенчатым гелиевым криорефрижератором замкнутого цикла на импульсных трубках (SRP-082В-F70Н) производства компании «Sumitomo» для проведения автономных низкотемпературных исследований на пучках тепловых нейтронов.

Метрологическое обеспечение оборудования УНУ НМК ИФМ УрО РАН осуществляется Отделом метрологии ИФМ УрО РАН.

 

Основные документы, обеспечивающие функционирование УНУ «НМК ИФМ УрО РАН»:

ПОЛОЖЕНИЕ об Уникальной научной установке «Нейтронный материаловедческий комплекс ИФМ УрО РАН на реакторе ИВВ-2М (НМК ИФМ УрО РАН)»

c приложениями, являющимися неотъемлемой частью документа:

РЕГЛАМЕНТ доступа к уникальной научной установке «Нейтронный материаловедческий комплекс ИФМ УрО РАН на реакторе ИВВ-2М»

Основание УНУ

 

Перечень выполняемых типов работ и оказываемых услуг

С использованием Нейтронного материаловедческого комплекса ИФМ УрО РАН возможно выполнение заказов на проведение научно-исследовательских работ по широкому набору тематик:

  • Радиационно-индуцированные явления в различных материалах;
  • Нейтронографические исследования кристаллической, микрокристаллической, магнитной структуры, наноструктуры материалов  (в том числе, с предварительным облучением быстрыми нейтронами);
  • Структурные и магнитные фазовые переходы в различных соединениях в широком интервале температур;
  • Мессбауэровские исследования фазового состава и локальной структуры на уровне ближайших окружений атомов Fe в материалах, облученных потоками быстрых нейтронов (будут доступны после официального ввода прибора в эксплуатацию).

 

Научно-исследовательские работы выполняются на основании заключения Договора между ИФМ УрО РАН и организацией – заказчиком, к которому прилагаются следующие документы, являющиеся его неотъемлемой частью:

Стоимость таких работ – договорная.

Помимо НИР, выполняемых по госзаданиям или заказам других организаций, реализуемых в рамках договоров или контрактов, в Нейтронном Материаловедческом Комплексе УрО РАН выполняются работы по оказанию услуг внешним пользователям в проведении научных исследований.

Стандартно такая услуга заключается в получении и расшифровке нейтронной дифрактограммы на предоставленном пользователем образце. Возможно также проведение других измерений на оборудовании НМК ИФМ УрО РАН, например по изучению магнитных свойств материалов, в том числе, и радиоактивных.

При наличии межинститутского Соглашения о научно-техническом сотрудничестве с использованием возможностей НМК ИФМ УрО РАН услуги предоставляются безвозмездно.

Стоимость услуг, предоставляемых на коммерческой основе, определяется ежегодно исходя из себестоимости работ на УНУ и соответствующих отчислений (см. Основные документы УНУ, файл Положение об УНУ, Приложение 2).

Детальную информацию о порядке функционирования УНУ «НМК ИФМ УрО РАН» можно найти в разделе: «Основные документы УНУ».

 

План на 2024 год находится в стадии формирования.

 

Перечень НИР с использованием УНУ, запланированных на 2024 год

№ п/п

Наименование НИР

Номер информационной карты в системе ЕГИСУ НИОКТР

Организация-заказчик НИР

Приоритетные направления

Источник финансирования НИР

1

Кристаллическая, магнитная структуры и микроструктура многокомпонентных функциональных материалов, их физические свойства и особенности воздействия на них потоков нейтронов, электронов и ионов, исследуемые с использованием новейших методов рентгено- и нейтронно-структурного анализа.

Шифр «Поток»

122021000031-8

ФГБУН Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук
Индустрия наносистем 
Энергоэффективность
Энергосбережение
Ядерная энергетика

Госзадание

Программа фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2021-2026 годы.

Направление: «Физическое материаловедение: новые материалы и структуры, в том числе фуллерены, нанотрубки, графены, другие наноматериалы, а также метаматериалы»

2

          

 

Заявка на оказание исследовательских услуг со стороны НМК ИФМ УрО РАН подается через интернет путем заполнения формы внизу данной страницы. В случаях, связанных с необходимостью обеспечения режима конфиденциальности,  заявка подается в бумажной форме, адресуется на имя зав. Отделом радиационной физики и нейтронной спектроскопии к.ф.-м.н. В.И. Бобровского и должна содержать следующую информацию:

  1. Данные о заявителе.
  2. Цель исследования (кристаллическая, магнитная структура, свойства и т.д.).
  3. Краткая аннотация тематики работы.
  4. Требуется ли также обработка экспериментальных данных.
  5. Элементный состав образцов.
  6. Количество образцов и их характеристика (масса, форма и т.п.).
  7. Диапазоны и количество измерений.

Правила доступа к УНУ «НМК ИФМ УрО РАН» и процедура прохождения заявок подробно описаны в документах раздела «Основные документы УНУ».

Подать заявку

Адрес: 620108, г. Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18. Институт физики металлов УрО РАН

Кандидат физико-математических наук Бобровский Владимир Иванович
тел./факс: 8 (343) 374-00-03, e-mail: bobrovskii@imp.uran.ru
 
Кандидат физико-математических наук Губкин Андрей Федорович
тел.: 8 (343) 374-44-94,  e-mail: agubkin@imp.uran.ru
 
 
Руководитель обособленного подразделения института в г. Заречном «Отдел работ на атомном реакторе» (ОРАР)
Кандидат физико-математических наук Максимов Вениамин Игоревич
тел./факс: код 8 (34377) 3-14-76, e-mail: kokailo@rambler.ru