Российские специалисты создают прибор, сканирующий ядерный реактор на расстоянии. Такое обследование можно провести, не беспокоя персонал станции. Установка также позволит узнать, не используется ли реактор для наработки оружейного плутония. И защититься от такого зондирования невозможно.
Речь идёт о детекторе нейтрино РЭД-100, разработанном в Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ.
"Нейтрино – элементарные частицы, в большом количестве образующиеся при ядерных реакциях. Чтобы гарантировано остановить нейтрино, [исходящее] от ядерного реактора, потребуется стена из свинца толщиной в световой год, так что они легко проходят сквозь защиту АЭС. По анализу нейтринного излучения мы можем понять как изотопный состав реакции, так и то, что именно сейчас происходит в центре активной зоны реактора", – рассказывает в материале РИА Новости руководитель проекта Александр Болоздыня.
Нейтрино легко проходят сквозь любые стены, поскольку крайне редко взаимодействуют с веществом. Но по этой же причине их трудно "поймать". Для этого требуются громоздкие многотонные установки. Самая крупная из них использует кубический километр антарктического льда.
Более сорока лет назад советские физики-теоретики предсказали эффект упругого когерентного рассеяния нейтрино на тяжёлых атомных ядрах. В 2017 году он был экспериментально обнаружен в Окриджской национальной лаборатории США.
Такие взаимодействия нейтрино с ядрами происходят гораздо чаще, чем обычные. Это позволяет сделать детектор нейтрино в тысячу раз более чувствительным, чем традиционные аналоги. А значит, можно обойтись меньшей массой и габаритами.
Детектор РЭД-100 использует в качестве рабочего вещества 200 килограммов жидкого ксенона, охлаждённого до -105 °С. Вся установка по размерам сравнима с человеком и может быть смонтирована на автомобиле. Такая машина могла бы остановиться за многие километры от реактора, излучающего нейтрино, и получить о нём информацию, не привлекая ничьего внимания.
В настоящее время эксперты завершили анализ интересного эксперимента: они заменили ксенон в новом детекторе на более доступный аргон.
"Аргон близок по свойствам к ксенону, используемому в нашем экспериментальном детекторе РЭД-100, но при этом во много раз дешевле. Полученные данные показали, что благородные газы могут быть использованы для создания относительно компактных детекторов нейтринного излучения", – поясняет Болоздыня.
Специалисты отмечают, что полученные данные позволили существенно уточнить модель упругого когерентного рассеяния нейтрино на тяжёлых атомных ядрах.
Пока испытания устройства проходят в лабораторных условиях. Но уже в следующем году планируется пробное зондирование реактора Калининской АЭС в Тверской области.
Разработкой российских физиков уже заинтересовалось представители Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ).
Отметим, что детекторы нового типа можно использовать и для наблюдения нейтрино в научных целях. Правда, для этого массу рабочего вещества придётся увеличить в несколько раз, но всё равно такие установки будут гораздо компактнее действующих инструментов.
Природными источниками нейтрино являются, например, Солнце, взрывы сверхновых, сверхмассивные чёрные дыры и земные недра.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали об устройстве, проверяющем, обезврежена ли атомная бомба. Писали мы и о детекторе, обнаруживающем радиоактивные вещества даже на большом расстоянии.
