Одной из задач модернизации реактора ИБР-2 было создание источника холодных нейтронов, который позволит не только расширить круг проводимых экспериментов, но также качественно и количественно улучшить работу физических инструментов ИБР-2. Источник предполагает окружение активной зоны реактора тремя комбинированными замедлителями, в состав которых будут входить: криогенная камера, работающая в диапазоне от 20 до 120 К с рабочим веществом мезитиленом в смеси с м-ксилолом, в форме шариков (формирование длинноволнового спектра) и тепловыми камерами с постоянно циркулирующей водой при температуре 300 К, формирующей тепловой спектр. Ориентация в пространстве криогенных и водяных камер относительно оси пучка каждого инструмента позволила получить оптимальный и индивидуальный диапазон длин волн в заданном направлении.

В новой криогенной системе основным оборудованием стали две рефрижераторные установки, уже имеющаяся КГУ 700/15 (производства ОАО «НПО ГЕЛИЙМАШ») и рефрижератор мощностью 1200 Вт при 10 К (производства швейцарской компании Linde AG), криогенный коллектор с блоком холодных вентилей.

Благодаря модернизации удалось снизить температуру в камере замедлителя КЗ 202 с 32 до 22,8 К, а при работе на два замедлителя одновременно с 52 до 22 К в КЗ 202 и с 76 до 22,2 К на полномасштабном стенде КЗ 201, выведя температурный режим в камере КЗ на проектный. Оптимизация параметров работы рефрижераторов и системы охлаждения в целом обеспечила возможность работы в диапазоне температур от 20 до 120 К, позволяя смещать пик спектра нейтронов в коротковолновую или длинноволновую область. В 8-м цикле работы реактора на физический эксперимент эмпирически был уточнен фактор выигрыша в области холодных нейтронов на КЗ 202 в направлении экспериментального пучка № 8 при понижении температуры с 32 до 22,8 К, который составил 20 процентов для нейтронов с длиной волны 7 Å. В настоящее время в ОАО «НПО Атом» готов к испытаниям второй замедлитель центрального направления, и весной 2018 года планируется его примерка на штатном месте – рядом с активной зоной реактора. А уже в 2019 году новый замедлитель начнет свою работу на физический эксперимент.

Автор благодарит дирекцию лаборатории за поддержку проекта и поздравляет всех участников группы пуска криогенного замедлителя В. Д. Ананьева, А. А. Белякова, М. В. Булавина, А. Е. Верхоглядова, А. В. Долгих, С. А. Куликова, Е. П. Шабалина, а также все подразделения ЛНФ, занятые в реализации проекта: КБ ЛНФ в лице А. А. Кустова, Н. А. Волкова; А. Н. Кузнецова, М. А. Галкина, Е. В. Хренова (ЦОЭП); В. А. Трепалина, Ю. В. Миронова, А. Н. Туголукова, А. А. Плотникова (ЭТО); М. В. Андрианова (служба СУЗ и КИП ИБР-2); В. А. Скуратова, И. А. Смелянского, В. Ф. Филимонова, И. М. Кондрашова, С. А. Одинокова, Е. Г. Милькевича, В. Г. Графова, И. В. Суздальцева, А. Ю. Харитонова (группа № 2 МТО ЛНФ) с успешным завершением первой очереди проекта.

Константин Мухин, начальник группы вакуумного и криогенного оборудования реактора ИБР-2

Полная версия статьи в 3-м номере Еженедельника ОИЯИ