Российский детектор нейтрино подготовили для испытаний на АЭС

Российский детектор нейтрино РЭД-100, который был создан на базе недавно подтвержденного физического принципа, подготовили к полевым испытаниям на Калининской атомной электростанции (АЭС). Подобные установки сделают ядерную энергетику более безопасной и прозрачной для международных инспекторов, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

Успешное испытание детектора откроет перспективу создания удобных и эффективных средств независимого контроля состояния и изотопного состава активной зоны ядерных реакторов. Важно, что это можно будет осуществлять дистанционно.

А. И. Болоздыня, заведующий Лабораторией экспериментальной ядерной физики (ЛЭЯФ НИЯУ МИФИ), первый зам. зав. кафедрой №11 ЭМЯФ.

Ведущие ядерные державы еще полвека назад сформировали набор дипломатических и технологических приемов, которые позволяют предотвратить нелегальное распространение военных ядерных технологий. Они очень жестко регулируют оборот чистого и отработанного ядерного топлива и обязывают всех участников Договора о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО) допускать инспекторов ООН и МАГАТЭ на АЭС и прочие объекты.

Ученые достаточно давно пытаются решить эту проблему, разрабатывая новые методы обнаружения следов расщепляющихся материалов и других типов наблюдений за ядерными объектами, которые можно было бы проводить с большого расстояния, не вмешиваясь в работу подозрительных установок.

Всевидящее нейтринное око

Одним из первых примеров подобных дистанционных систем может стать детектор нейтрино РЭД-100, первый прототип которого был российские и американские ученые создали четыре года назад.

Как сообщила пресс-служба РНФ, эта установка должна была быть проверена в 2017 году в ходе научного эксперимента COHERENT при помощи мощного источника нейтрино, который установлен на территории Национальной лаборатории (ORNL) Университета Теннесси в Ок-Ридже, США. По некоторым не связанным с наукой причинам испытания не состоялись, и российским и американским исследователям пришлось использовать другой нейтринный детектор, построенный по схожим принципам.

В ходе этих опытов ученые подтвердили, что нейтрино могут сталкиваться и отскакивать от ядер атомов, обмениваясь с их протонами и нейтронами так называемыми Z-бозонами. Теоретики предсказали это более 40 лет назад, однако следы подобных взаимодействий ученые впервые увидели лишь два года назад.

С одной стороны, эти опыты подтвердили, что подобные коллективные взаимодействия нейтрино и субатомных частиц можно использовать для наблюдений за ядерными реакциями. С другой, источник этих частиц в ORNL совсем не похож на настоящие атомные реакторы, так как он вырабатывал нейтрино всех типов, а не преимущественно их электронную разновидность, как это происходит во время реакций внутри активной зоны АЭС.

При разработке РЭД-100, который представляет собой бак, заполненный сверхчистым жидким ксеноном, ученые учли эту проблему. Когда нейтрино сталкивается с ядрами ксенона, оно выбивает часть электронов из атома. Эти электроны постепенно попадают в газовую шапку, которая покрывает сжиженный ксенон, что вызывает свечение. Наблюдая за ним, можно понять, как много нейтрино вырабатывает тот или иной реактор и какие процессы могут их порождать.

В феврале этого года А.И. Болоздыня и его коллеги провели полномасштабную проверку установки. Она показала, что детектор может улавливать следы электронных нейтрино и при этом игнорировать воздействие космических лучей на ксенон и другие источники помех. Сейчас специалисты готовят документы, которые нужны для того, чтобы разместить РЭД-100 на Калининской АЭС, расположенной на севере Тверской области. Если полевые испытания пройдут успешно, это откроет дорогу для практического применения подобных установок, заключили ученые.


Источник: ТАСС (Ред. Макляева Е.Ф.)