close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Отдел комплекса спектрометров реактора ИБР

код для вставкиСкачать
Отдел комплекса спектрометров реактора ИБР-2,
задачи и перспективные направления
С. Куликов
Neutrons are NEUTRAL particles. They are
sensitive to light atoms.
Neutrons have a MAGNETIC moment.
They can be used to study microscopic
magnetic structure.
The ENERGIES of thermal neutrons are
similar to the energies of elementary
excitations in solids.
The WAVELENGTHS of neutrons
are similar to atomic spacings. They
can determine structural sensitivity,
structural information from 10-11 cm.
Спектрометр нейтронов
Задачи отдела
• Разработка и создание системы управления
и контроля криогенных замедлителей
реактора ИБР-2М;
• создание оборудования, электронной
аппаратуры и программного обеспечения
для комплекса спектрометров реактора ИБР2М;
• развитие информационно-вычислительной
инфраструктуры ЛНФ в соответствии с
потребностями Лаборатории и стратегией
развития вычислительной сети ОИЯИ.
Complex of moderators of the IBR-2M reactor
IR
Complex of moderators of the IBR-2M reactor
1.
2.
3.
4.
Main moveable reflector,
Auxillary moveable reflector,
Fuel assembly,
Stationary reflector,
5.
6.
7.
8.
Cold moderators,
Emergency system,
Water moderators,
Control rods; Roman characters mark
numbers of extracted neutron beams)
Complex of moderators for beams 7,8,10,11
Water premoderator
Grooved water
moderators
Membrane of
cold moderator
for beams 7, 8
and 10
Flat water
moderator
Структурная схема контроля датчиков и циркулятора гелия
«Холодного замедлителя»
Удлинитель
USB-USB (20м)
USB ПК
RS485 RS485
Концентратор «UPort 1610-8» , USB/RS232, RS485 8 каналов
RS232
RS232
RS232
RS232
RS232
Датчик 1
(ASP1400)
Датчик 2
(ASP1400)
Датчик 3
(ASP1400)
Датчик 4
(901 Plus)
8- канальное АЦП МВ110-8АС
Конвертер
RS20035
привод
«VF-S11»
BNHeP-30-000 циркулятор гелия
Датчик 1
(SDR-1000)
Измеритель аналоговых
сигналов ТМ 5103
Датчик 1
(ТВО)
Датчик 1
(SDR-1000)
Блок питания
+/-12В,+5В
***
Датчик 8
(ТВО)
Ист. Тока 50мкА
«Model 102-230»
Print-screen of remote client of a control system of cold moderator
Bi-spectral moderator for beams 7,8,10,11
Background- and λ-chopper system
Background chopper
and λ-chopper for
beam 7
2.2 kW for the three λ-choppers
at beam #7
TOSHIBA variable-frequency drives
22 kW for background
choppers:
beams #4, 7, 8a, 8b
Neutron guide systems for beam 7 of the IBR-2M reactor
Reconstruction of the supporting column
Background chopper disk-type
in the ring corridor
Neutron guides
Спектрометр нейтронов
Регулируемая диафрагма (20х105) с управлением каждой
шторкой
- Control systems blocks of physical
instruments with interface RS485 and CAN
controllers/drivers with USB to PC connection
installed (spin-flippers, high-voltage sources,
current power supplies, temperature regulators,
etc.)
Adjustable neutron beam slits for the
RTD diffractometer developed and
installed
Detector collimators and goniometer (Huber) at
the EPSILON spectrometer
Sample environment systems
and actuating mechanisms of spectrometers
Block diagram of the YuMO spectrometer control system
direct control from PC and unification
Cryostats
Helium-3 purification facility
Horizontal cryostat for the DN-6 diffractometer
Minimal temperature at sample 4К
Cryostat for neutron spectrometer DIN-2PI
Temperature ranges 2.3-100K, 8-200K, 20-300K
Variable temperature shaft cryostat for
NERA spectrometer
Temperature range 6-300K
Шахтный криостат для работы при 6- 300К для
работы с образцами 70 мм в диаметре и 200 мм
высотой
•
(1)- холодная головка РТ-405, (2)- фланец криостата, (3)- капка
криостата, (4)-шахта, (5)-загрузочное устройство, (6)-фланец NW25,
(7)-фланец, охлаждаемый первой ступенью, (8)-тепловой экран, (9)корпус криостата, (10)-вторая ступень, (11)-гибкий тепловой мост,
(12)-теплообменник вставки, (13) – нагреватель, (14) – камера
образца.
Preliminary design of a cryostat with a superconducting magnet and cryostatinsert, and DN-12 diffractometer
1 – superconducting magnet; 2 – cryostat-insert; 3 – entrance window for
neutrons/back-scattering window; 4 – current lead (up to 300 А); 5 – highpressure cell; 6 and 7 – detectors of scattered neutrons at angles of 45 and 90;
8 – cryorefrigerator RDK408S; 9 – cryorefrigerator RDK101D
Разработка детекторов
нейтронов и систем сбора и
накопления данных
Схема процесса регистрации нейтронов.
Нейтрон
Преобразование в
заряженные частицы
Заряженные частицы
Съем сигнала
Аналоговый сигнал
Усиление. Обработка.
Оцифровка сигнала.
Детектор
Цифровой сигнал
Обработка. Определение
характеристик.
Информация о событии
Электроника
нижнего уровня.
(Front-End Electronics)
Обработка. Определение
характеристик.
Спектр нейтронов
Система накопления
данных
(Data Acquisition System)
Основные ядерные реакции, используемые для
регистрации тепловых нейтронов.
n+3He → 3H+p+0,77 MeV
n+6Li → 3H+α+4,79 MeV
n+10B→7Li+α+γ(0,48 MeV)+2,3 MeV (93%)
→7Li + α + 2,79 MeV (7%)
n+157Gd → Gd* → γ-ray → conv. electron up to 182 KeV
n+235U → fission fragments
Газонаполненные позиционно-чувствительных
детекторы
Многопроволочная камера
n 3He3H  1H 0.76MeV
1D PSD 200 x 80 mm2
Multi-purpose instrument for solid-state
measurements. Currently there are 5 devices
have been manufactured and fully
operational.
1–D
Type
MWPC
Active area
200x80 mm2
Position resolution
2,0 mm
Range of neutron
wavelength
0,4 - 12 A
Efficiency for thermal
neutrons (λ=2 Å)
60%
Position
determination
Delay line
Typical spectrum: multilayer sample measured at
the reflectometer REFLEX (TOF mode)
26
2D position-sensitive detector for GRAINS
100
200
300
400
500
600
0
4,922
100
9,844
14,77
200
19,69
24,61
300
29,53
34,45
39,38
400
44,30
49,22
500
54,14
59,06
600
Tests of 2D PSD detectors for GRAINS spectrometer at of Nuclear Physics Institute ,
NPI ASCR, Řež, Czech Republic
63,00
Development of “Ring” 3He detector of thermal
neutrons
96 channel
Schematical layout of the 3He gas
detector of DN-6 (16 sections, 6
detectors on one section )
Development of “Ring” 3He detector of thermal
neutrons
Сцинтилляционные детекторы
Сцинтилляционные детекторы
ZnS-scintillator detector stacks for Fourier
stress diffractometer.
Data acquisition systems of practically all IBR-2 spectrometers will consist of
2 basic blocks, one of which processes and accumulates data from 1D and 2D
PSD and the another – from an array of point detectors.
An MPD module.
- time discretization frequency of all signals 62.5 MHz
- maximum number of detector elements – 240
- maximum count rate – 8∙106 events/s
- internal histogram memory – 64 Mbyte
- time step – 16 ns
- Data transmission rate – 1.25 Gb/s
- maximum distance from a computer –100 m
A De-Li-DAQ-2 module
(count rate – 106 events/s,
1 Gbyte histogram memory
histogram and list mode
operation)
Software Sonix+ and Web remote system
• The control systems of all IBR-2 spectrometers have been modernized with the replacement of the control
computer in the VME standard (OS9 operating system) with a PC with Windows 7.
• New modules for controlling all controllers developed in FLNP (MPD, De-Li-DAQ-2) or purchased (to control
stepper engines, goniometers, loading devices, heaters, refrigerators, high-voltage power supplies, etc.) have
been added. For DAQ controllers in addition to the histogram mode, the mode of raw data accumulation has
been realized.
• Adjustment programs for the spectrometers has been developed and installed on 7 spectrometers.
•A system for remote monitoring of experiments WebSonix has been significantly improved. Central server for
data collection is putting in operation.
Computing Infrastructure
Irradiation facility at IBR-2 reactor
Спасибо за внимание!
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа