О Центре

Центр коллективного пользования «Нейтронные исследования конденсированных сред» (ЦКП НИКС) создан на базе реактора ВВР-М (ФГБУ «ПИЯФ» НИЦ КИ). Сотрудниками ЦКП НИКС накоплен большой и разнообразный, включающий в себя как исследования фундаментальных магнитных и структурных свойств вещества, так материаловедческие исследования.
ЦКП НИКС ПИЯФ НИЦ КИ имеет уникальную для России приборную базу нейтронных установок на реакторе ВВР-М и экспериментальные возможности проведения исследований конденсированных сред различными методами нейтронного рассеяния. Все нейтронные установки ЦКП НИКС созданы его сотрудниками на основании многолетнего опыта работы с рассеянием нейтронов.

Подробнее...

Исследования конденсированных сред в ПИЯФ РАН ведутся на протяжении последних 50-ти лет. Именно в ПИЯФ зародились и были реализованы первые в СССР идеи по использованию нейтронного рассеяния в исследованиях конденсированного состояния вещества, были созданы научные школы в этом направлении. В ПИЯФ накоплен большой опыт в нейтронных исследованиях материи, в настоящее время ЦКП НИКС является наиболее мощным коллективом в стране, занимающимся нейтронографическими исследованиями материалов.

    ЦКП «Нейтронные исследования конденсированных сред» ПИЯФ имеет уникальную для России приборную базу нейтронных установок на реакторе ВВР-М и экспериментальные возможности проведения исследований конденсированных сред различными методами нейтронного рассеяния. Основные параметры этих приборов находятся на уровне лучших мировых приборов этого же класса. Все нейтронные установки ЦКП НИКС созданы его сотрудниками на основании многолетнего опыта работы с рассеянием нейтронов.

    Используемые методы исследований, реализованные на этих установках, основаны на особых свойствах нейтрона, а именно:

  • отсутствие электрического заряда, что позволяет нейтронам проникать внутрь образцов без взаимодействий с атомами вещества;
  • наличие магнитного момента дает возможность исследования микроскопической магнитной структуры объекта, включая магнитные флуктуации в материале;
  • используя наличие спина нейтрона можно изучать ориентацию ядер в атомах среды;
  • энергия нейтронов может быть сопоставима с энергиями элементарных возбуждений, что позволяет исследовать динамику и взаимодействие атомов среды, колебания молекул и магнитных моментов, решеточные и магнитные моды, критические флуктуации и т.д.
  • длина волны нейтронов сравнима с межатомными расстояниями. Это позволяет получать информацию о деталях структуры с размерами от 0,1  до 10 мкм.    

 

Благодаря этим и многим другим, не перечисленным выше особенностям, нейтронное излучение име­ет весьма широкую сферу применения, как в фундаментальной науке, так и в прикладных иссле­дованиях материалов.

 

Цель деятельности ЦКП НИКС состоит в предоставлении широкому кругу пользователей возможности для проведения экспериментальных исследований конденсированных сред методами нейтронного рассеяния на комплексе уникального научного оборудования ЦКП НИКС.

В качестве примеров направлений таких исследований можно привести:

 

Наноматериалы. Нейтронное излучение позво­ляет получать информацию о магнитной и молеку­лярной структуре наночастиц и нанокластеров, включая молекулярные магниты, эффективные ка­тализаторы, фуллерены и металлофуллерены.

Водородная энергетика. Благодаря высокой чув­ствительности нейтронов к легким атомам (таким как водород) нейтронное излучение позволяет исследовать структуру водородных топливных элементов и их поведение при многократном использовании (циклировании).

Магнитная электроника. Наличие у нейтронов магнитного момента позволяет их использовать при исследовании магнитных материалов, сверх­проводников, магнеторезисторов и т. д.

Материаловедение. Высокая проникающая спо­собность нейтронов дает возможность использо­вать нейтронное излучение для определения (без разрушения конструкций) упругих напряжений в деталях, обнаруживать дефекты на первой стадии их зарождения. Это особенно важно для конструк­ций, работающих в экстремальных условиях.

Биотехнологии. Зарядовая нейтральность ней­тронов и их избирательная чувствительность к изо­топному составу дают возможность локализовать атомы водорода (дейтерия), кислорода и углерода в органических молекулах белков и их биологически активных производных, что крайне важно при раз­работке лекарственных препаратов.