Импортозамещающее производство наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов прецизионными методами для приборов нейтронного рассеяния. Экспериментальные исследования поставленных перед ПНИЭР задач. Обобщение и оценка результатов ПНИЭР.

Проведен обзор современной научно-технической литературы, включавший 64 источника, 20 из которых относятся к периоду последних 5 лет, а также патентные исследования на тему напылительного производства нейтронных суперзеркал и компонентов нейтронной оптики на их основе. Оценены накопленный опыт и современные мировые научные достижения в области напыления нейтронных суперзеркальных покрытий, а также современные тенденции в строительстве нейтронных установок с использованием нейтронных суперзеркал. Определены номенклатура нейтронно-оптических компонентов на основе нейтронных суперзеркал, а также состав необходимого оборудования экспериментального участка, его параметры и требования к помещению, где это оборудование будет размещено. Подготовлен эскизный проект экспериментальной площадки. Для организации производства, отвечающего мировым стандартам, было выбрано подходящее помещение, где будет размещено оборудование и определены требования к помещению (размеры, класс чистоты по ИСО, взаимное расположение отдельных помещений и т.п.), а также состав оборудования для проведения всех необходимых операций при изготовлении элементов нейтронной оптики на основе нейтронных суперзеркал. Согласно эскизному проекту были проведены работы по подготовке экспериментальной площадки к монтажу оборудования. В ходе подготовки площадки для размещения оборудования были разработаны и изготовлены лабораторные установки, вошедшие в состав экспериментального оборудования. После необходимой подготовки были осуществлен монтаж и успешное испытание по созданным в ходе проекта ПМ испытаний экспериментального лабораторного оборудования: установки магнетронного напыления, установки очистки поверхности подложек и установки механической обработки подложек; а также дополнительного оборудования для контроля качества и сборки нейтронно-оптических компонентов в составе: контрольно-измерительная машина для контроля геометрической точности изготовляемых деталей, атомный силовой микроскоп для выборочного контроля поверхностей подложек, оптический стол 1 класса точности для склейки готовых нейтронно-оптических компонентов с вакуумной прижимной плитой. Разработана технологическая инструкция на изготовление прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов - нейтронных суперзеркал. Разработаны технологические карты на изготовление прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов - нейтронных суперзеркал разного типа. Изготовлена партия экспериментальных образцов с различным составом прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий - нейтронных суперзеркал. Разработаны ПМ экспериментальных (рентгеновских и нейтронных) исследований партии экспериментальных образцов прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов - нейтронных суперзеркал. Проведены экспериментальные (рентгеновских и нейтронных) исследования партии полученных экспериментальных образцов с различным типом прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий. Разработана инструкция по эксплуатации лабораторной установки магнетронного распыления для нанесения наноструктурированных покрытий - нейтронных суперзеркал. Созданный комплекс установок в составе напылительного участка является уникальным инновационным продуктом, не имеет аналогов в России и отвечает самым высоким требованиям на мировом уровне. Публикация статей по теме проекта в открытых международных изданиях демонстрирует высокий профессиональный уровень и потенциал участников проекта, а также позволяет популяризировать результаты проекта в мире. В современной мировой практике, при проектировании нейтроноводной системы и установок нейтронного рассеяния активно применяется численное моделирование. В ходе работ по проекту для этих целей использовался программный пакет McStas, который использует модифицированный метод Монте-Карло для расчета изменения нейтронных траекторий на оптических элементах, составляющих нейтроновод и каждую нейтронную установку. Высокая достоверность расчетов McStas подтверждена многочисленными перекрестными вычислениями и экспериментальными проверками. Полученные численные модели установок основаны на высокой достоверности расчетов с использованием McStas, базирующихся на многолетнем опыте аналогичных работ, определяющих мировой уровень науки. Применение моделирования при проектировании и изготовлении нейтроноводной системы и нейтронных установок выводит работы, выполняемые по проекту на мировой уровень.