Ученые из Института ядерной физики Общества Макса Планка (MPIK) в Гейдельберге впервые провели прямое измерение антинейтрино, испускаемых отработанным ядерным топливом после остановки реактора. Эксперимент показал, что детекторы способны идентифицировать слабый поток антинейтрино, возникающий при радиоактивном распаде, даже после того, как реакторы перестают вырабатывать электроэнергию.
Исследователи провели измерения на атомной электростанции Шооз на севере Франции с использованием детектора Double Chooz. Он установлен на глубине около 400 метров и находится на равном расстоянии от двух реакторов станции. Детектор содержит более 30 кубических метров жидкого сцинтиллятора — материала, испускающего крошечные вспышки света при столкновении с антинейтрино.
Для проекта команда проанализировала 17,2 дня данных, собранных во время полной остановки обоих реакторов. За этот период детектор зарегистрировал около 100 событий-кандидатов в антинейтрино, исходящих от радиоактивного распада внутри реакторов и близлежащих бассейнов выдержки отработанного топлива. Сигнал точно соответствовал детальным симуляциям остаточного ядерного топлива и распада долгоживущих продуктов деления. Это обеспечило первое прямое экспериментальное подтверждение теоретических предсказаний об излучении антинейтрино от остановленных реакторов и отработанного ядерного топлива.
Как пояснили руководившие исследованием физики Энтони Ониллон и Тьерри Лассерр, антинейтрино чрезвычайно редко взаимодействуют с материей. Однако при взаимодействии внутри детектора Double Chooz возникает характерный двойной световой сигнал, который можно отличить от фоновых событий. Ониллон отметил, что до сих пор эксперименты с реакторными антинейтрино были сосредоточены на работающих реакторах, где поток антинейтрино значительно больше. Обнаружение крошечного остаточного сигнала после остановки потребовало исключительно низкого фона и тщательных методик анализа, разработанных коллаборацией Double Chooz за многие годы.
Результаты показывают, что детекторы антинейтрино могут стать полезным инструментом не только во время работы реакторов, но и в периоды перезагрузки топлива, технического обслуживания и долгосрочного хранения отработанного топлива. По словам исследователей, такие измерения могут предоставить независимый способ проверки статуса реактора и подтверждения инвентаризации отработанного топлива без использования традиционных методов инспекции.
Интерес к этому подходу уже растет. Результаты эксперимента JUNO-TAO, представленные на конференции Neutrino 2026, также исследовали обнаружение антинейтрино от отработанного топлива во время остановок реакторов.
Читать еще: Новая карта Вселенной, нарисованная нейтрино