Онлайн программа повышения квалификации

Экспериментальные методы и техника эксперимента для синхротронных, рентгеновских и нейтронных исследований


Курс реализуется институтом Лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ совместно с Международным научно-методическим центром НИЯУ МИФИ в рамках реализации мероприятий "Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 - 2027 годы " в рамках проекта «Методы синхротронной и нейтронной диагностики материалов ядерной, термоядерной энергетики и сверхпроводящих материалов»
Онлайн программа повышения квалификации

Экспериментальные методы и техника эксперимента для синхротронных, рентгеновских и нейтронных исследований


Курс реализуется институтом Лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ совместно с Международным научно-методическим центром НИЯУ МИФИ в рамках реализации мероприятий "Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 - 2027 годы " в рамках проекта «Методы синхротронной и нейтронной диагностики материалов ядерной, термоядерной энергетики и сверхпроводящих материалов»

О программе

Современное развитие физики конденсированного состояния и наук о материалах трудно себе представить без использования уникальных инструментов – синхротронного и нейтронного излучений, позволяющих исследователям заглянуть глубоко внутрь вещества на атомарном уровне.
В рамках курса Вы узнаете о экспериментальных методах и технике выполнения эксперимента для синхротронных, рентгеновских и нейтронных исследований. Вы получите знания в области низкотемпературной техники в физическом эксперименте, сверхпроводящих магнитных системах, применяемых на синхротронах и исследовательских станциях, лазерном напылении тонких эпитаксиальных пленок, методике синхротронных исследований сверхпроводящих и оксидных материалов, экспериментальных установках для проведения нейтронных исследований, синхротронных и нейтронных методах исследований материалов ядерной и термоядерной энергетики.

О программе

Современное развитие физики конденсированного состояния и наук о материалах трудно себе представить без использования уникальных инструментов – синхротронного и нейтронного излучений, позволяющих исследователям заглянуть глубоко внутрь вещества на атомарном уровне.
В рамках курса Вы узнаете о экспериментальных методах и технике выполнения эксперимента для синхротронных, рентгеновских и нейтронных исследований. Вы получите знания в области низкотемпературной техники в физическом эксперименте, сверхпроводящих магнитных системах, применяемых на синхротронах и исследовательских станциях, лазерном напылении тонких эпитаксиальных пленок, методике синхротронных исследований сверхпроводящих и оксидных материалов, экспериментальных установках для проведения нейтронных исследований, синхротронных и нейтронных методах исследований материалов ядерной и термоядерной энергетики.
В результате прохождения курса
  • Основы низкотемпературной техники, особенности устройства гелиевых и азотных криостатов для оптических, рентгеновских и синхротронных исследований
  • Принципы расчета сверхпроводящих магнитов; основы функционирования сверхпроводящих магнитов, особенности проведения экспериментов с применением сверхпроводящих магнитов
  • Основные принципы метода лазерного напыления как способа подготовки образцов для синхротронных исследований, методы контроля свойств тонких пленок
  • Возможности применения синхротронных и нейтронных методов исследования для диагностики конструкционных материалов ядерных и термоядерных реакторов
  • Основные принципы работы реакторов на быстрых нейтронах и термоядерных реакторов, основные узлы и перспективные конструкционные материалы для активной зоны; основы теории взаимодействия нейтронов с веществом; нейтронные дифрактометры и спектрометры
  • Принципы рентгеновской дифракции; основные методы рентгеноструктурного анализа; осциллирующая структура в рентгеновских спектрах поглощения; использование программных комплексов обработки данных рентгеновских и синхротронных спектров поглощения и рассеяния
Записаться на курс
Обратите внимание: после авторизации на сайте dpo.mephi.ru Вам необходимо записаться на курс в разделе "Каталог курсов", прикрепив подписанное заявление на зачисление. Для зачисления на программу необходимо также предоставить СНИЛС

Преимущества программы

  • Обучение проводится бесплатно для научно-педагогических работников, магистров, аспирантов, административного персонала.
  • Все слушатели, прошедшие обучение, получат удостоверение о повышении квалификации НИЯУ МИФИ объемом 72 ак. часа
  • Все обучение проходит в онлайн формате от ведущих профессоров НИЯУ МИФИ.
Авторы курса
  • Менушенков
    Алексей
    Павлович
    доктор физ-мат. наук, профессор, автор более 150 научных работ в базах данных WS и Scopus по исследованию материалов методами синхротронного излучения
  • Исаенкова
    Маргарита
    Геннадьевна
    доктор физ-мат. наук, профессор, автор более 160 работ в базе данных WS и Scopus и 6 монографий, лауреат премии Бочвара за 2020 год
  • Рогожкин
    Сергей
    Васильевич
    доктор физико-математических наук, профессор, член научного совета РАН по радиационной физике твердого тела, член коллаборации R&D50 CERN, член исполнительного комитета Российского нейтронографического сообщества РОСНЕЙТРО
  • Руднев
    Игорь
    Анатольевич
    заведующий кафедрой физики твердого тела и наносистем НИЯУ МИФИ, д.ф.-м.н., член-корреспондент Академии Электротехнических Наук Российской Федерации (АЭН РФ)
  • Львов
    Дмитрий
    Владимирович
    канд. физ.-мат. наук, доцент
  • Иванов
    Андрей Анатольевич
    канд. физ.-мат. наук, доцент
  • Гаспарян
    Юрий
    Микаэлович
    и.о. заведующего кафедрой физики плазмы НИЯУ МИФИ, заведующий лабораторией физико-химических процессов в стенках термоядерных установок, к.ф.-м.н., доцент
  • Тарасюк
    Григорий
    Михайлович
    руководитель лаборатории взаимодействия плазмы с поверхностью и плазменных технологий
Описание
Расписание занятий
Программа реализуется в формате одиннадцати вебинаров с 3 апреля по 18 мая
(объем программы: 72 ак. часа).
17:00 – 20:30
3 апреля 2023
Занятие 1. Введение. Основы вакуумной техники
Синхротронное излучение. Устройство и принцип работы синхротрона и лазера на свободных электронах. Применение синхротронного излучения в исследовательских и практических целях. Классификация вакуума. Методы и измерения получения вакуума. Основные типы вакуумных насосов. Натекание, способы обнаружения и устранения.
Описание
17:00 – 20:30
6 апреля 2023
Занятие 2. Криогенные жидкости. Свойства и получение. Основы теплообмена при низких температурах
Основные криогенные жидкости и их физико-химические свойства. Диапазоны рабочих температур. Методы получения и хранения криогенных жидкостей. Термометрия. Каналы теплопритоков при низких температурах: лучистый теплообмен, теплопроводность твердого тела. Конвекция. Методы расчета мощности теплопередачи по различным каналам. Способы уменьшения и оптимизации теплопритоков.
Описание
17:00 – 20:30
10 апреля 2023
Занятие 3. Основные принципы конструирования и устройство низкотемпературных систем. Криостаты для оптических, рентгеновских и синхротронных исследований
Свойства материалов, используемых в низкотемпературной технике. Основные концептуальные конструкции заливных и проточных криостатов. Разъемные и неразъемные соединения. Конструкции держателей образцов. Использование криокулерной техники для получения низких температур. Особенности конструкций криостатов для оптических, рентгеновских и синхротронных исследований. Способы размещения и охлаждение исследуемых образцов в вакууме. Конструкции оптических и рентгеновских окон.
Описание
17:00 – 20:30
13 апреля 2023
Занятие 4. Современные сверхпроводящие материалы
Сверхпроводящие соединения. Классификация. Низкотемпературные сверхпроводники, высокотемпературные сверхпроводники. Практические сверхпроводящие материалы, применяемые при создании сверхпроводящих магнитов. Сверхпроводящие провода и гибкие ленты.
Описание
17:00 – 20:30
17 апреля 2023
Занятие 5. Сверхпроводящие магниты. Применение в синхротронных исследованиях
Конструкции сверхпроводящих магнитов. Принципы расчета сверхпроводящих магнитных систем. Выбор рабочих температур и токов. особенности конструкции исследовательских, поворотных сверхпроводящих магнитов, сверхпроводящих ондуляторов и вигглеров. Стабильность сверхпроводящих магнитов. Защита при внезапном переходе в нормальное состояние в рабочем режиме. Основы техники безопасности при работе со сверхпроводящими магнитами.
Описание
17:00 – 20:30
20 апреля 2023
Занятие 6. Методы рентгеновской спектроскопии поглощения на синхротронном излучении: EXAFS, XANES, RIXS, XMCD. Особенности исследования EXAFS- спектров высокотемпературных сверхпроводников при низких температурах и сверхвысоких давлениях
Рентгеновская спектроскопия поглощения как уникальный метод исследования локальной структуры веществ. Физические причины разделения на EXAFS и XANES области. История открытия. EXAFS спектроскопия. Теория, последовательность шагов выделения EXAFS- функции, Фурье-преобразование, извлечение параметров локальной структуры, температурные зависимости фактора Дебая-Валлера, вейвлет-преобразование. XANES- спектроскопия. Получение информации о валентном состоянии и симметрии локального расположения атомов. Особенности спектроскопии сложных соединений на основе редкоземельных элементов. Развитие методов рентгеновской спектроскопии поглощения: RIXS – резонансное неупругое рентгеновское рассеяние; XMCD – рентгеновский магнитный круговой дихроизм. Особенности анализа EXAFS- спектров высокотемпературных сверхпроводников – аномальное отклонение от закона гармонического колебания атомов. Методы исследования локальной структуры веществ в экстремальных условиях. Методы получения EXAFS- спектров высокотемпературных сверхпроводников при низких температурах и сверхвысоких давлениях.
Описание
17:00 – 20:30
24 апреля 2023
Занятие 7. Понятие эпитаксии, выбор типов лазеров, методы лазерно-вакуумной эпитаксии, методы контроля качества поверхности. Лазерное напыление тонких пленок для исследований на синхротронном излучении и излучении лазеров на свободных электронах
Краткий обзор способов осаждения тонких пленок. История и основные виды методов лазерного напыления. Оборудование для лазерного напыления. Механизмы импульсного лазерного распыления материалов. Кинетика роста пленок при импульсном лазерном напылении. Эпитаксия, условия эпитаксиального роста. Методы исследования морфологии, структуры и элементного состава полученных пленок. Insitu-диагностика процесса роста пленки. Влияние условий напыления на свойства тонких пленок. Недостатки метода лазерного напыления, их механизмы и способы их устранения. Масштабирование метода импульсного лазерного напыления, синтез тонких пленок большой площади. Удаление крупных частиц из потока распыленного материала - скоростная фильтрация, экранирование, метод скрещенных пучков. Новые направления развития метода лазерного напыления. Комбинаторное импульсное лазерное напыление пленочных образцов.
Описание
17:00 – 20:30
27 апреля 2023
Занятие 8. Исследования материалов тепловых реакторов. Исследования материалов реакторов на быстрых нейтронах.
Компоненты активной зоны реакторов на тепловых нейтронах. Особенности рентгеновского фазового анализа материалов при использовании синхротронного излучения. Построение температурных зависимостей растворения и выделения фаз. Текстурный анализ изделий с использованием дебаевских колец. Оценка напряженного состояния. Примеры исследования циркониевых сплавов.Реакторы на быстрых нейтронах, их устройство. Материалы активной зоны реакторов на быстрых нейтронах, анализ структурно-фазового состояния материалов в исходном состоянии и в условиях радиационных нагрузок. Возможности применения синхротронных и нейтронных методов исследования для исследования конструкционных материалов реакторов на быстрых нейтронах.
Описание
17:00 – 20:30
11 мая 2023
Занятие 9. Исследование кристаллической структуры веществ с помощью нейтронных
дифрактометров. Типы дифрактометров, принципы работы и анализа данных. Исследование наномасштабных неоднородностей с помощью малоугловых нейтронных дифрактометров. Типы и принципы работы малоугловыхдифрактометров
Основы кинематической теории дифракции нейтронов на совершенных кристаллах. Дифрактометры на стационарных и импульсных источниках нейтронов. Двухосные нейтронные дифрактометры. Времяпролетные нейтронные дифрактометры. Дифракция на моно и поликристаллах. Сравнение рентгеновских и нейтронных дифрактометров. Основы теории малоуглового рассеяния. Малоугловые дифратометры точечной коллимации с двумерным позиционно-чувствительным детектором. Ультромалоугловые дифрактометры на совершенных кристаллах. Анализ экспериментальных данных для случаев однократного и многократного рассеяния. Примеры малоугловых исследований наномасштабных неоднородностей вещества.
Описание
17:00 – 20:30
15 мая 2023
Занятие 10. Исследование динамики веществ с помощью нейтронных спектрометров неупругого рассеяния. Изучение поверхностей и слоистых структур с помощью нейтронных рефлектометров
Основы теории неупругого рассеяния нейтронов, дважды дифференциальное однофононное сечение рассеяния нейтронов. Кристаллический трёхосный нейтронный спектрометр. Нейтронные спектрометры по времени пролёта. Спектрометры обратного рассеяния. Спин-эхо спектрометры. Теория взаимодействия нейтронной волны со слоистой структурой, зеркальное отражение и преломление нейтронов. Рефлектометры зеркального отражения. Нейтронные рефлектометры по методу времени пролета. Нейтронные рефлектометры на поляризованных нейтронах. Малоугловое рассеяние нейтронов при скользящем падении вне плоскости зеркального отражения (GISANS). Примеры исследования с помощью рефлектометров поверхностей, тонких пленок и многослойных структур.
Описание
17:00 – 20:30
18 мая 2023
Занятие 11. Исследования материалов термоядерных реакторов
Устройство термоядерных установок с магнитным удержанием плазмы. Основные элементы (обращенные к плазме элементы, электромагнитная система, средства диагностики плазмы) и условия эксплуатации. Перспективные материалы для термоядерных реакторов. Возможности применения синхротронных и нейтронных методов исследования для диагностики конструкционных материалов термоядерных реакторов.
Записаться на курс
Обратите внимание: после авторизации на сайте dpo.mephi.ru Вам необходимо записаться на курс в разделе "Каталог курсов", прикрепив подписанное заявление на зачисление. Для зачисления на программу необходимо также предоставить СНИЛС
Поделитесь с коллегами!
Расскажите коллегам об этом курсе!
Свяжитесь с нами по любым вопросом с помощью телефона или почты, мы всегда рады общению и сотрудничеству
E-mail: ismc@mephi.ru