Коллаборация Double Chooz сообщила о первом прямом измерении антинейтрино, испускаемых отработанным ядерным топливом. Тем самым было доказано, что ядерный реактор остаётся обнаруживаемым для инструментов физики частиц ещё долго после прекращения в нём цепной реакции. Результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters 4 августа, открывают путь к новым методам мониторинга ядерных объектов в целях нераспространения.
Слабый сигнал наконец зафиксирован
Эксперимент проводился на атомной электростанции Шу на севере Франции, где детектор Double Chooz расположен примерно в 400 метрах от двух реакторных установок. Детектор содержит более 30 кубических метров жидкого сцинтиллятора и установлен под землёй для снижения помех от космических лучей.
Группа под руководством Энтони Онийона и Тьерри Лассера из Института ядерной физики Макса Планка в Гейдельберге (Германия) проанализировала данные за 17,2 дня, собранные в период полной остановки обоих реакторных блоков. За это время исследователи зафиксировали около 100 событий-кандидатов, связанных с антинейтрино, возникающих в результате радиоактивного распада внутри реакторных установок и в соседних бассейнах выдержки отработанного ядерного топлива.
«Антинейтрино крайне редко взаимодействуют с веществом, — отметил Онийон. — Однако когда такое взаимодействие происходит внутри детектора Double Chooz, возникает характерный двойной световой сигнал, который можно отличить от фоновых событий».
Подтверждение теоретических предсказаний
Зарегистрированный сигнал хорошо согласовался с детальными моделированиями, основанными на оставшихся запасах ядерного топлива и предсказанном распаде долгоживущих продуктов деления. Это соответствие стало первым прямым экспериментальным подтверждением моделей, описывающих испускание антинейтрино заглушёнными реакторами и отработавшим ядерным топливом, — моделей, которые до сих пор не имели наблюдательного подтверждения.
Антинейтрино образуются преимущественно в результате бета-распада долгоживущих продуктов деления, накопившихся в ходе штатной работы реактора. Энергетический спектр антинейтрино определяется составом, возрастом и историей охлаждения топлива.
Значение для ядерных гарантий
По данным APS Physics, отработанное ядерное топливо и заглушённые реакторы испускают антинейтрино, которые ядерные инспекторы могли бы использовать для мониторинга объектов в режиме реального времени и обнаружения незаконного вывоза ядерного топлива. Поскольку антинейтрино проходят сквозь любые экраны и не могут быть заблокированы или отклонены, детекторы, размещённые вблизи объекта, способны обеспечить пассивную проверку состояния реактора без какой-либо информации от операторов станции.
Интерес к этому подходу уже растёт. Результаты эксперимента JUNO-TAO, представленные на конференции Neutrino 2026, также посвящены регистрации антинейтрино от отработанного топлива в период остановки реактора. Измерения, выполненные в рамках эксперимента Double Chooz, теперь дают первый опубликованный эталон, с которым можно сравнивать эти результаты.
Комментариев нет:
Отправить комментарий