Технология деления ядра снова приобретает популярность и как источник электроэнергии, и как средство маскировки ядерного вооружения. И оружие, и ядерное топливо используют уран, но с разным уровнем обогащения. Если измерить содержание антинейтрино, можно установить наличие ядерного реактора, расстояние до него и рабочий цикл.
Коллаборация физиков из США и Великобритании разработала проект детектора антивещества, способного измерить антинейтрино и установить сравнительные параметры ядерной реакции, которая стала источником этих частиц. На практике такое устройство может быть использовано для определения местоположения реактора гражданского или военного назначения.
Частицы антинейтрино возникают в основном в ходе ядерных реакций. Обычная атомная станция на 3 ГВт вырабатывает около 100 миллиардов миллиардов антинейтрино. Поскольку они редко взаимодействуют, они могут, в принципе, пересечь Вселенную от края до края. Если же уловить антинейтрино, можно установить вид изотопа топлива и рабочий цикл реактора, пишет IE.
Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу
Для обнаружения антинейтрино применяется эффект Черенкова. Когда заряженная частица движется быстрее света, например, в водной среде, свет замедляется, а антинейтрино — нет. Антинейтрино заставляет позитрон на короткое время двигаться быстрее скорости света. Так возникает световой эквивалент сверхзвукового хлопка — конус синего света, который можно наблюдать с помощью приборов.
Разработанный командой ученых из США и Великобритании детектор антинейтрино в диаметре и в высоту достигает 22 м. Внутри него несколько тонн воды и жидкого органического сцинтиллятора. Его собираются построить в северной Англии, и он сможет обнаружить антинейтрино всех реакторов Британии и некоторых — из Франции. Стоимость проекта — более $100 млн.
Есть, правда, одно «но»: космическое излучение в верхних слоях атмосферы создает мюоны. Когда эти частицы попадают в детектор, они рассеиваются и оставляют большой хвост из излучения Черенкова или разбивают молекулы в детекторе, оставляя нестабильные фрагменты. Все это затрудняет обнаружение антинейтрино.
В 2025 году в наукограде Кольцово Новосибирской области начнет работу синхротрон СКИФ — первый в мире источник синхротронного излучения поколения 4+. Он откроет возможности для передовых исследований в материаловедении, биологии, фармацевтике и физике.
