Высокопоточный реактор ПИК

   Первые расчёты реактора ПИК были выполнены Ю.В.Петровым и А.Н.Ерыкаловым в 1963-66гг. Одновременно началась проработка инженерных аспектов реактора под руководством К.А.Коноплёва. Первые публикации о новом реакторе[50] появились практически одновременно с французскими о высокопоточном ИР ILL в Гренобле, но строительство его началось лишь в 1976г. Задержка в строительстве реактора позволила не только тщательно провести его расчёты современными методами Монте Карло но и сравнить их с benchmark экспериментами на кольцевых зонах. Используя современные библиотеки ядерных данных, без всяких приближений в геометрии или в физических процессах, удалось получить совпадение расчётной реактивности с экспериментальной лучше 0,2%[51]. После 30 лет детальной конструкторской проработки, уточнения расчётов, подкреплённых измерениями на полномасштабной копии реактора - физ.модели (пущенной в 1981г.), первоначальные оценки основных параметров реактора ПИК практически не изменились ( табл.2)[52].

   Для исследований в области физики элементарных частиц, ядерной физики и прикладных исследований, использующих ядерно-физические методы, планируется 20-25 установок[53], которые будут расположены в основном в главном зале реактора, зале наклонных пучков и частично в нейтроноводном зале. Значительное место уделяется фундаментальным исследованиям в области физики элементарных частиц и ядерной физики. Для развития этих исследований планируется создать универсальный источник холодных и ультрахолодных нейтронов в горизонтальном канале ГЭК-4. Этот источник должен приблизительно на порядок величины увеличить экспериментальные возможности по сравнению со своим аналогом на реакторе ВВР-М. Здесь планируется продолжить принципиально важный эксперимент по поиску ЭДМ нейтрона, выполнить ряд экспериментов по прецизионному исследованию b-распада нейтрона - времени жизни и измерению корреляционных констант. Целью прецизионных исследований b-распада нейтрона является проверка стандартной модели на новом уровне точности и поиск возможных отклонений. Значительное место займут исследования слабого нуклон-нуклонного взаимодействия с использованием интенсивного пучка поляризованных холодных нейтронов. Планируется проведение экспериментов по поиску эффектов нарушения T-чётности в b-распаде нейтрона, а также на поляризованных и ориентированных ядрах. Ведётся подготовка к использованию нейтронно-оптических и нейтронно-интерферометрических методов исследований.

   Для исследований в области физики конденсированного состояния на реакторе ПИК планируется около 25 установок[54]. они размещаются частично в главном зале реактора на горизонтальных пучках тепловых и горячих нейтронов, но главным образом - в нейтроноводном зале. Нейтроноводный зал имеет четыре нейтроновода теплового спектра и четыре - от источника холодных нейтронов. Твёрдотельный приборный парк включает в себя порошковые и монокристаллические дифрактометры, трёхосные спектрометры неупругого рассеяния, время пролётные спектрометры и приборы, аналогов которым или нет на других реакторах страны и за рубежом, или они имеются в единичных экземплярах. К ним относятся спектрометр обратного рассеяния, дифрактометр "Сфинкс" (d d/d~10^-3 - 5·10^-4), модифицированный спин-эхо спектрометр с модуляцией спектра фазой прецессии спинов нейтронов в магнитном поле, дифрактометр высокой светосилы для изучения тензора магнитных корреляций с анализом поляризации в области малых углов рассеяния с одновременным измерением дифракции на большие углы, g-дифрактометр с высокой интенсивностью источников g-излучения и субсекундным угловым разрешением, нейтронный интерферометр на дифракционных решётках для длинноволновой области нейтронного спектра и т.д. Все установки оснащаются современными средствами отсчёта и управления угловыми и линейными перемещениями, надёжной компьютерной техникой, а установки малоуглового рассеяния - двухкоординатными позиционно-чувствительными детекторами нейтронов.

   Конкретные программы будут определяться координационным научным советом при Центре коллективного пользования реактором ПИК, согласно соглашению РАН, Мин.науки и Мин.атома.

   Определяющий вклад в реализацию проекта ПИК внесён коллективом Петербургского института ядерной физики, возглавлявшимся на разных этапах: Б.П.Константиновым, Д.М.Каминкером, О.И.Сумбаевым, А.А.Воробьёвым, А.А.Ансельмом и В.А.Назаренко. Под научным руководством ПИЯФ в его создании и строительстве активно участвуют институты и предприятия Минатома: главный конструктор ПИК - НИКИЭТ, генеральный проектировщик - ВНИПИЭТ, НИКИМТ и др. Комплекс реактора ПИК планируется на первом этапе как Национальный центр по нейтронным исследованиям, в работе на котором выразили желание участвовать специалисты ведущих нейтронных лабораторий мира[55].

   Хотя реактор строится уже более 20 лет его концептуальная схема - компактная легководная активная зона, окружённая тяжеловодным отражателем, - предложенная в ПИЯФ в начале 60-х гг. продолжает оставаться и сегодня наиболее современной. Первый реактор такого типа ORPHEE в Сакле стал критичным в 1981г., в Германии эта схема используется в строящемся реакторе FRM-II (Мюнхен). Благодаря сменной активной зоне[50] в будущем твэлы ПИК можно заменить на алюминиевые (типа ВВР-М), а стальной корпус - на алюминиевый, после чего нейтронные потоки в отражателе вырастут минимум в 1,5 раза. К 1999г. строительство комплекса ПИК было закончено примерно на 90%, укомплектованность оборудованием составляла 75%. Хочется верить, что известная теорема "до пуска ПИКа всегда 5 лет", наконец, нарушится и реактор войдёт в строй в самом начале следующего тысячелетия.