В Группе нейтронного активационного анализа (ГНАА), Лаборатория нейтронной физики им. И.М. Франка (ЛНФ) Объединенного института ядерных исследований изучают объекты культурного наследия (пигменты, штукатурные основания и связующие монументальной живописи, строительные материалы древности, останки человека, археологическую керамику, стекло, металлы и сплавы), а также образцы иного происхождения (геологические, экологические, внеземные).

Сотрудники ГНАА практикуют комплексный подход к исследованиям, включающий использование различных комплементарных методов: элементный состав определяют с помощью нейтронного активационного анализа (НАА), активационного анализа на мгновенных гамма квантах (ААМГК) и рентгенофлуоресцентного анализа (РФА). Выявляют минеральный и молекулярный состав с помощью Рамановской и инфракрасной спектроскопии. Уточняют полученные данные с помощью стратиграфии, оптической и поляризационной микроскопии, а также химического анализа. Помимо лабораторных экспериментов, для выездных исследований используют портативные приборы. Полученные данные интерпретируют совместно с профильными специалистами, применяют цифровую реконструкцию, методы математической статистики.

Подготовку образцов к исследованиям осуществляют в химической лаборатории, оснащённой современным оборудованием.

Для проведения НАА используют базовые установки ЛНФ: ИРЕН и ИБР-2. Элементный состав по коротко- и средне-живущим изотопам определяют с помощью установки ИРЕН. Пневмотранспортную систему (ПТС) РЕГАТА-2 на установке ИРЕН используют для автоматизации доставки контейнеров с исследуемыми образцами на позицию облучения и обратно. ПТС обладает следующими характеристиками:

• количество каналов облучения – 2;
• потоки нейтронов на позиции облучения: тепловых 1-2·10⁸ нейтронов/(см²с), резонансных 2-4·10⁷ нейтронов/(см²·с);
• среднее время доставки контейнера с образцом на позицию облучения составляет 10 секунд, возврат контейнера занимает примерно такое же время;
• стравливание воздуха из трубопровода происходит в течении 50-ти секунд после доставки контейнера. Минимальное время облучения составляет примерно одну минуту;
• длина трубопровода – 40 метров;
• номинальная масса образца – 3 грамма. Максимальная масса контейнера с образцом – не менее 13 грамм. Масса пустого контейнера с крышкой составляет примерно 6 грамм.

скачать по ссылке ">

Дополнительная информация доступна в буклете, который можно скачать по ссылке

Подробное описание ПТС РЕГАТА-2 доступно в публикации: V.V. Lobachev, A.Yu. Dmitriev, S.B. Borzakov, A.A. Smirnov, I.S. Zhironkin, E.A. Golubkov, and V.N. Shvetsov. Pneumatic Transport System REGATA-2 for Automation of Activation Analysis at the IREN Facility, FLNP JINR. Physics of Particles and Nuclei Letters, 2023, Vol. 20, No. 5, pp. 1064–1072; DOI: 10.1134/S1547477123050503.

Средне и долгоживущие изотопы получают с помощью установки на третьем канале реактора ИБР-2.

Особенности установки ИРЕН позволяют использовать не только нейтроно-производящую, но также гамма-производящую мишень. Для проведения гамма активационного анализа (ГАА) ПТС РЕГАТА-2 оборудована отдельным каналом. Принципиальная возможность проведения ГАА подтверждена экспериментально. Необходимо создать и внедрить соответствующую методику.

Для измерения спектров наведенной активности используют системы автоматической смены образцов ёмкостью до 45-ти контейнеров.

Полностью неразрушающий ААМГК проводят на канале 11б реактора ИБР-2.

ГНАА взаимодействует с различными организациями из России, Казахстана, Египта, Азербайджана, Вьетнама и ЮАР в области искусствоведения, реставрации, археологии, геологии и экологии в рамках соглашений о выполнении совместных научно-исследовательских работ и совместных проектов.

ГНАА регулярно участвует в тестах на профессиональную компетенцию, которые организует МАГАТЭ. Элементный состав тестовых образцов определяют различными методами: НАА, ААМГК и РФА. Сотрудники ГНАА регулярно повышают свою квалификацию на различных курсах.