Historia de la ciencia: detectan el eco de neutrinos de un reactor nuclear apagado

Según un estudio científico publicado en Physical Review Letters, la colaboración científica internacional Double Chooz logró medir por primera vez en la historia el flujo residual de antineutrinos electrónicos procedente de reactores nucleares completamente apagados. Este experimento único se realizó con un detector ultrasensible situado a 400 metros de los bloques de la central nuclear de Chooz, en Francia. Ixbt.com informa sobre ello.

Los especialistas analizaron en profundidad 17,2 días de datos de tiempo limpio recopilados durante cuatro periodos de 2017, cuando ambos reactores estuvieron apagados simultáneamente. En total, se registraron 106 eventos en el intervalo energético de 1–3 MeV, donde se esperaba observar el nivel máximo de las señales de antineutrinos. El resultado coincide plenamente con las predicciones científicas y tiene una elevada significación estadística.

¿Por qué se genera el flujo de neutrinos?

Los científicos explican que este flujo residual de antineutrinos no se produce por una reacción en cadena, sino por la desintegración beta de los isótopos acumulados en el combustible del reactor. Los isótopos radiactivos, como el cesio, el rutenio y el estroncio, que permanecen en el combustible gastado o detenido, continúan emitiendo partículas durante meses y años después de apagar el reactor.

Los trabajos de modelización permitieron determinar la distribución exacta de las fuentes de esta radiación. Según los resultados, el 56 % del flujo de antineutrinos registrado procede de los núcleos activos, mientras que el 44 % restante corresponde a las piscinas especiales donde se almacena el combustible gastado. Así, las teorías científicas quedan confirmadas plenamente por primera vez en la práctica.

Soluciones técnicas y sistema de supresión del ruido

El detector Double Chooz utiliza 10,3 metros cúbicos de centelleador líquido dopado con gadolinio. Los antineutrinos se detectan mediante desintegración beta inversa: el positrón produce un destello rápido, mientras que la captura posterior del neutrón genera una señal retardada.

El conjunto de detectores auxiliares de partículas elementales que rodea al detector principal elimina eficazmente los muones cósmicos y otras perturbaciones externas. Un clasificador especial basado en una red neuronal filtró los datos falsos y permitió extraer un resultado estadístico preciso.

Seguridad nuclear e importancia práctica futura

Este descubrimiento es importante no solo para la física fundamental, sino también para la seguridad nuclear y los sistemas de control. El Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) lleva décadas estudiando la posibilidad de monitorizar reactores mediante antineutrinos, ya que este flujo no puede ocultarse con ningún blindaje.

Los científicos han demostrado ahora que este método puede aplicarse no solo a reactores en funcionamiento, sino también a instalaciones apagadas y almacenes de residuos nucleares. El siguiente paso será crear detectores más económicos y portátiles para instalarlos cerca de los lugares de almacenamiento.