Ученые впервые зафиксировали призрачное послесвечение ядерного реактора

Учёные из Института ядерной физики имени Макса Планка в Германии впервые провели измерение остаточного антинейтринного излучения после остановки ядерного реактора в рамках эксперимента Double Chooz. Исследование проводилось на атомной электростанции Chooz на севере Франции, где детектор был размещён на глубине около 400 метров и содержал более 30 кубических метров жидкого сцинтиллятора. Даже при полной остановке реактора долгоживущие продукты ядерного распада продолжают распадаться, испуская слабый поток антинейтринных частиц.

Исследователи проанализировали данные наблюдений за двумя остановленными реакторами в течение 17,2 дней и зарегистрировали около 100 событий-кандидатов антинейтрино. Сигналы поступали от активной зоны реактора и близлежащих бассейнов с отработанным топливом. Результаты обнаружения хорошо согласуются с детальной моделью и впервые экспериментально подтверждают теоретическое предсказание о том, что остановленные реакторы и отработанное топливо испускают антинейтрино. Поскольку вероятность взаимодействия антинейтрино с веществом крайне мала, команда опиралась на идентификацию характерного двойного светового сигнала для отделения полезного сигнала от фонового шума. Ранее проект был направлен на изучение осцилляций нейтрино, а для текущих измерений требовались крайне низкий уровень фонового шума и высокоточные аналитические методы, разработанные за многие годы.

Этот результат предоставил первую публично опубликованную эталонную базу для изучения остаточных сигналов от остановленных реакторов и бассейнов с отработанным топливом. Исследование показало, что в будущем детекторы антинейтрино смогут не только контролировать работающие реакторы, но и предоставлять ценные данные во время технического обслуживания и после остановки реактора. Такие методы измерения имеют большое значение для независимого подтверждения рабочего состояния реактора и отслеживания количества отработанного топлива в сфере ядерной безопасности и защиты. Результаты исследования были опубликованы в «Physical Review Letters».