Nieuchwytne cząsteczki w końcu lepiej poznane
(Anty)neutrina są najlżejszymi i najbardziej nieuchwytnymi znanymi cząstkami we wszechświecie, co pozwala im bez przeszkód uciekać zarówno z reaktora, jak i z otaczającej go osłony. Mogą powstawać nawet długo po wyłączeniu takiego reaktora, pozostając wtedy nieuchwytne dla człowieka. Jednak w najbliższym czasie może się to zmienić.
Naukowcom we współpracy z konsorcjum Double Chooz udało się po raz pierwszy zmierzyć resztkową emisję antineutrin. Swoje badanie opublikowali w czasopiśmie naukowym Physical Review Letters. Analizy przeprowadził zespół pod kierownictwem Anthony'ego Onillona i Thierry'ego Lassere'a z Instytutu Fizyki Jądrowej im. Maxa Plancka w Heidelbergu. Wyniki pokazują, że nowo opracowany sposób wykrywania antineutrin może badać reaktory jądrowe nawet w okresach ich wyłączenia, otwierając nowe perspektywy w zakresie bezpieczeństwa jądrowego.
Podczas swoich badań naukowcy umieścili detektor około 400 metrów pod dwoma rdzeniami reaktorów w elektrowni w pobliżu miasteczka Chooz we Francji. Detektor zawiera ponad 30 metrów sześciennych ciekłego scyntylatora - materiału, który emituje niewielkie błyski światła, gdy antineutrino wchodzi z nim w interakcję.
Przyszłość dla bezpieczeństwa reaktorów
Badacze prowadzili analizy przez około 17 dni, gdy oba bloki reaktora były całkowicie wyłączone. W tym okresie detektor zarejestrował około 100 zdarzeń potencjalnie związanych z antineutrinami, pochodzących z resztkowej radioaktywności w rdzeniach reaktorów oraz w pobliskich basenach chłodzących zużyte paliwo. Zmierzony sygnał był niezwykle zgodny ze szczegółowymi symulacjami pozostałych zapasów paliwa jądrowego oraz rozkładu długożyciowych produktów rozszczepienia. Stanowi to pierwsze bezpośrednie potwierdzenie przewidywań dotyczących emisji antineutrin z wyłączonych reaktorów i zużytego paliwa.
- Do tej pory eksperymenty z antineutrinami reaktorowymi skupiały się głównie na działających reaktorach, gdzie ich strumień jest znacznie większy. Wykrycie niewielkiego sygnału resztkowego po wyłączeniu reaktora wymagało wyjątkowo niskiego poziomu tła oraz starannie opracowanych technik analitycznych, nad którymi przez wiele lat pracowała grupa badawcza Double Chooz - wskazał jeden ze współautorów badań, dr Anthony Onillon z Instytutu Fizyki Jądrowej im. Maxa Plancka (MPIK) w Heidelbergu.
Wyniki pokazują, że detektory antineutrin mogłyby w przyszłości dostarczać informacji nie tylko podczas pracy reaktora, ale także w okresach konserwacji oraz po jego wyłączeniu. Pomiary takie mogą okazać się istotne dla niezależnej weryfikacji stanu reaktora oraz stanów zapasów wypalonego paliwa w przyszłości.
