ISINN — традиционный, меняющийся, дружеский

Новости, 28 июня 2019

В начале июня в Дубне работал традиционный Международный семинар по взаимодействию нейтронов с ядрами ISINN-27, организованный Лабораторией нейтронной физики ОИЯИ вместе с коллегами из китайских институтов и университетов. Программа конференции традиционно охватывает широкий спектр вопросов нейтронной физики: от фундаментальных свойств нейтрона и фундаментальных взаимодействий в реакциях с нейтронами, ядерного деления, ультрахолодных нейтронов до аналитических методов в материаловедении и науках о жизни.

Конференция собрала свыше 100 участников из физических центров Азербайджана, Болгарии, Вьетнама, Германии, Грузии, Египта, Казахстана, Китая, Молдавии, Румынии, Сербии, Франции, Чехии, российских Физико-энергетического института и Медицинского радиологического центра (Обнинск), НИЦ «Курчатовский институт»Петербургский институт ядерной физики (Гатчина), московских НИЦ КИ, Института теоретической и экспериментальной физики, Института ядерных исследований, сотрудников лабораторий нейтронной физики и ядерных реакций ОИЯИ.

По многолетней традиции в первый день конференции обзорный доклад делает Питер Гельтенборт (ИЛЛ, Франция): Наш модернизированный реактор позволяет проводить разные нейтронные эксперименты, в том числе времяпролетные, потому очень важна возможность обмена мнениями и идеями. Для экспериментов с ультрахолодными нейтронами, которые были открыты в Дубне, ваши физики приезжают в ИЛЛ, поскольку в Дубне нет источника ультрахолодных нейтронов. Мы провели много совместных экспериментов и сделали много совместных публикаций. Мой доклад был посвящен времени жизни нейтрона — это очень актуальная тема. Я рассматривал два сильно отличающихся метода определения времени жизни нейтрона. Один метод — пучковый, второй основан на хранении УХН в «бутылке».

Я хотел бы отметить, что именно в Дубне, кажется, на прошлом ISINN, В. Л. Кузнецовым был предложен новый метод измерения. Этот метод принципиально отличается от двух уже существующих и в каком-то смысле является их комбинацией. В пучковом методе измеряется количество продуктов распада нейтрона (протонов и электронов), а в методе хранения УХН измеряется количество нейтронов до распада и после. В методе, предложенным Кузнецовым, предлагается измерение именно нейтронов, а не продуктов их распада, но не хранящихся в «бутылке», а летящих в пучке. Я очень рад, что в Дубне будут пытаться его реализовать. Я считаю, это обязательно надо делать, и если это получится, то Дубна станет первой в мире, кому это удалось.

Сейчас данные групп, проводящих эти измерения разными методами, отличаются на четыре стандартных ошибки, а это очень большая разница. Надеюсь, в будущем они придут к общему знаменателю. Это сейчас одна из основных проблем, над которой бьются многие экспериментаторы, — какой из методов правильный и почему такая разница в оценке времени жизни нейтрона? Также я показал в докладе некоторые планирующиеся эксперименты, в частности, в Мюнхене, которые должны дать ответы на эти вопросы. Но мне лично кажется более правильным эксперимент с «бутылкой».

— А еще какие-то рекомендации от вас на будущее, ведь это, действительно, ваш последний ISINN?

— Официально — да. 31 августа я выхожу на пенсию, но… никогда не говори «никогда». Может быть, я вернусь, чтобы встретиться с друзьями по коллаборациям. Что касается рекомендаций, я и на прошлых конференциях всегда настаивал на том, чтобы мой обзорный доклад ставили в программе первым, а затем выступали более молодые участники, которые расскажут о частностях. Важно, чтобы такой доклад делал опытный человек.

Несколько раз бывал с разными визитами в ОИЯИ профессор Хуссейн Эль Самман (на снимке справа), координатор по сотрудничеству АРЕ — ОИЯИ: Я участвовал в конференции BioMAP, а на ISINN приехал впервые. Мы в рамках сотрудничества ОИЯИ с Египтом участвуем в коллаборации с сектором нейтронного активационного анализа ЛНФ, и о наших последних результатах на конференции доложил Ваел Бадави.

— Были проведены исследования качества воздуха близ Каира, — продолжает Ваел Бадави (на снимке в центре). — А для контроля мы собрали образцы в провинции Эль-Минуфия в 70 км от Каира. Качество воздуха мы изучали с помощью самых распространенных в Египте растений, а поскольку мхи и лишайники у нас не встречаются, то брали листья деревьев двух видов. Образцы собирали в Большом Каире, поскольку в Каир входят и несколько городов-спутников. Эти исследования составили четвертую фазу нашего проекта, а в первых трех мы исследовали часть акватории Нила, Красного моря, сейчас занимаемся исследованием Средиземного моря.

— Заинтересовали какие-то выступления профессора Эль Саммана на конференции?

— Всегда есть что-то новое, всегда есть, о чем поговорить. Мне очень понравился уровень докладов, представленных разными учеными.

— Не планирует Египет кроме студентов отправлять в ОИЯИ еще и молодых ученых?

— Мы это уже рассматриваем, обсуждаем, — полезно, чтобы они оставались здесь на более длительный срок, получали знания и опыт. В этом году программе АРЕ — ОИЯИ исполняется 10 лет, за это время более 300 студентов побывали в Институте на практиках, конференциях, работали более длительное время в рамках проектов. В наших планах предполагается, чтобы египетская молодежь участвовала в мегасайенс проектах, таких, как NICA. Знания, полученные в ОИЯИ молодыми учеными, пригодятся в Египте для развития ядерных технологий. Это важно, поскольку Египет в прошлом году подписал соглашение с Росатомом о строительстве атомных электростанций.

Ответственный за импульсный пучок нейтронов и программу ядерно-физических исследований на установке CSNS Цзин Юй Тан (Институт физики высоких энергий, Пекин, Китай): Я был и на прошлогоднем ISINNе, впечатления очень хорошие. На конференции второй раз, но в России — впервые, ведь прошлый ISINN проходил в Китае. Я считаю, это очень хорошее место для обмена опытом и установления новых контактов, на конференции виден высокий уровень исследований.

Китай очень быстро развивается, и поэтому существует хороший потенциал для сотрудничества. Закончено создание нашего нового нейтронного spallation-источника CSNS, который стал одним из лучших нейтронных источников в мире. Это филиал Института физики высоких энергий в Пекине, мы такой же международный центр, как ОИЯИ, и, пожалуй, наиболее интернациональная лаборатория в Китае. Мы развиваем сильное сотрудничество с ЦЕРН, другими центрами физики высоких энергий — DESY в Германии, KEK в Японии.

Уже десять лет участвует в конференции Д. В. Хлюстин (ИЯИ, Москва): Дубненский ISINN — очень представительная международная конференция. Каждый год сюда съезжаются участники от всех российских организаций, ведущих работы в области экспериментальной ядерной физики. Мы занимаемся измерениями сечений взаимодействия нейтронов с ядрами. Они проводятся, прежде всего, в интересах физики ядерных реакторов, для обеспечения исходных данных для расчетных кодов. Наряду с важностью теоретического описания зависимости нейтронных сечений различных изотопов от энергии, необходимо отметить: с требуемой высокой точностью, в идеале это 0,2%, данные могут быть получены только из эксперимента. Экспериментальные гистограммы преобразуются в файлы 28-групповых сечений, цифры из которых используются в качестве коэффициентов при решении системы уравнений, описывающей перенос нейтронов в ядерном реакторе и его радиационной защите.

Повсеместно применяемая 28-групповая система констант, включающая в себя таблицы сечений взаимодействия нейтронов с ядрами для каждого изотопа и матрицы межгрупповых переходов, создана в 1978 году и постепенно в практике расчетов заменяется на новейшую 299-групповую. В то время как предыдущая система обеспечивает детальный расчет реакторов на тепловых и промежуточных нейтронах, 299-групповая дает возможность обеспечить требуемую расчетную погрешность коэффициента реактивности применительно к реакторам на быстрых нейтронах: действующему БН-800 и проектируемому БН-1200. По классификации МАГАТЭ, это ядерные реакторы четвертого поколения.

По уровню развития технологии реакторов на быстрых нейтронах Россия в числе мировых лидеров. Участники конференций ISINN вносят свой вклад в дальнейший прогресс в этой области. В нашем докладе представлены экспериментальные результаты измерений сечения взаимодействия нейтронов различных энергий с ядрами изотопов нескольких элементов: золота, индия, тантала. Как это ни удивительно, в четырех основных мировых базах данных — американской ENDF, европейской JEFF, отечественной ROSFOND и японской JENDL — до сих пор сохраняются спорные резонансы и другие разночтения. Мы измерили и установили, какие из спорных резонансов действительно существуют. Измерениями высокочистых образцов материалов наш институт внес свой вклад в повышение точности мировых ядерных данных.

Ольга Тарантина, Еженедельник ОИЯИ
перевод Юрия Копача, Ваела Бадави, Темура Еника,
фото Елены Пузыниной
(Окончание в следующем номере Еженедельника)