История науки: зарегистрировано нейтринное эхо отключённого атомного реактора

Согласно научному исследованию, опубликованному в журнале Фйсикал Ревиев Леттерс, международная научная коллаборация Дубле Чуз впервые в истории смогла измерить остаточный поток электронных антинейтрино от полностью остановленных ядерных реакторов. Этот уникальный эксперимент провели с помощью сверхчувствительного детектора, расположенного в 400 метрах от энергоблоков АЭС Шо во Франции. Об этом Иксбт.ком сообщает .

Специалисты глубоко проанализировали данные за 17,2 дня чистого времени, собранные в течение четырёх периодов 2017 года, когда оба реактора одновременно были отключены. В энергетическом диапазоне 1–3 МеВ, где ожидался максимальный уровень сигналов антинейтрино, всего зарегистрировали 106 событий. Результат полностью соответствует научным прогнозам и обладает высокой статистической значимостью.

Почему возникает поток нейтрино?

Как объясняют учёные, этот остаточный поток антинейтрино возникает не из-за цепной реакции, а в результате бета-распада изотопов, накопившихся в ядерном топливе. Радиоактивные изотопы, такие как цезий, рутений и стронций, оставшиеся в отработавшем или остановленном топливе, продолжают испускать частицы в течение месяцев и лет после отключения реактора.

Проведённое моделирование позволило распределить источники этого излучения. Согласно расчётам, 56% зарегистрированного потока антинейтрино приходится на активные зоны, а остальные 44% — на специальные бассейны, где хранится отработавшее топливо. Это впервые полностью подтвердило научные теории на практике.

Технические решения и система подавления шумов

Детектор Дубле Чуз использует 10,3 кубометра жидкого сцинтиллятора, легированного гадолинием. Антинейтрино обнаруживаются посредством обратного бета-распада: позитрон создаёт мгновенную вспышку, а последующий захват нейтрона формирует задержанный сигнал.

Комплекс вспомогательных детекторов элементарных частиц, окружающий основной детектор, успешно подавляет космические мюоны и другие внешние возмущения. Специальный классификатор на основе нейронной сети отсеивал ложные события и обеспечивал выделение точного статистического результата.

Ядерная безопасность и практическое значение в будущем

Значение этого открытия важно не только для фундаментальной физики, но и для ядерной безопасности и систем контроля. Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) десятилетиями обсуждает возможности мониторинга реакторов с помощью антинейтрино, поскольку этот поток невозможно скрыть каким-либо экраном.

Теперь учёные доказали, что этот метод применим не только к работающим реакторам, но и к остановленным объектам и хранилищам ядерных отходов. Следующим шагом станет создание более дешёвых и мобильных детекторов для установки вблизи мест хранения.