Rozróżnienie, czy dany reaktor jądrowy jest wykorzystywany do tworzenia broni jądrowej, czy produkcji energii jest trudne. Z pomocą może przyjść wychwytywanie i analizowanie cząstek antymaterii, pozwalające monitorować konkretne operacje reaktora jądrowego, nawet z odległości setek kilometrów - podaje czasopismo „AIP Advances”.
Na jego łamach (https://doi.org/10.1063/5.0220877) naukowcy z University of Sheffield i University of Hawaii opisali opracowany przez siebie detektor, który - wykorzystując promieniowanie Czerenkowa - wykrywa i analizuje antyneutrina emitowane przez reaktory jądrowe. Może on charakteryzować ich profile energetyczne z odległości nawet wieluset kilometrów, co pozwala śledzić aktywność budzących wątpliwości reaktorów.
Reaktory jądrowe stanowią kluczowe źródło energii dla wielu części świata, a ich globalna moc wytwórcza ma się prawie podwoić do 2050 r. Jednym z problemów jest jednak trudność w rozróżnieniu, czy dany reaktor jest wykorzystywany do wytwarzania energii, czy materiałów na broń jądrową.
„W tym artykule opisaliśmy projekt detektora, który mógłby być używany do pomiaru energii emisji cząstek reaktorów rozszczepienia jądrowego z dużych odległości. Takie informacje będą nam mogły powiedzieć, jak daleko jest reaktor oraz jaki jest jego cykl operacyjny” - powiedział główny autor publikacji dr Stephen Wilson.
Jak wyjaśnił, neutrina to bezładunkowe cząstki elementarne o masie bliskiej zeru, a antyneutrina to ich odpowiedniki w antymaterii, najczęściej powstające podczas reakcji jądrowych. Wychwytywanie tych antycząstek i analizowanie ich poziomów energetycznych dostarcza bardzo wielu informacji: od cyklu operacyjnego po konkretne izotopy w używanym w reaktorze paliwie.
Projekt detektora grupy dr. Wilsona wykorzystuje promieniowanie Czerenkowa - zjawisko, w którym promieniowanie jest emitowane, gdy naładowane cząstki poruszające się szybciej niż światło przechodzą przez określone medium. Przypomina nieco huki dźwiękowe podczas przekraczania bariery dźwięku. Jest także odpowiedzialne m.in. za niebieską poświatę reaktorów jądrowych i było wykorzystywane do wykrywania neutrin w laboratoriach astrofizycznych.
Naukowcy proponują, aby ich detektor umieścić na terenie północno-wschodniej Anglii, około 1 km pod ziemią. Powodem tak głębokiego położenia jest to, antyneutrina z górnych warstw atmosfery i przestrzeni kosmicznej mogłyby zakłócać sygnał pochodzący z reaktorów jądrowych.(PAP)
Katarzyna Czechowicz
kap/ agt/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
