МОСКВА, 1 октября. /ТАСС/. Физики из США и Великобритании выяснили, что нейтринные осцилляции, феномен спонтанного превращения одного типа антинейтрино в две других формы этих частиц, можно использовать для наблюдений за состоянием ядерных реакторов и выявления потенциально нелегальной выработки оружейного плутония. Об этом сообщила пресс-служба Американского физического института.
"Мы разработали детектор, способный на очень большом расстоянии отслеживать поток нейтрино, исходящий от ядерных реакторов. Наблюдения за этими частицами позволяют не только выявлять присутствие подобных установок и отслеживать цикл их работы, но и также определять примерную дистанцию до них", - пояснил научный сотрудник Шеффилдского университета Стивен Уилсон, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Разработанный экспертами подход для удаленного мониторинга работы ядерных реакторов опирается в своей работе на то, что в процессе расщепления атомов урана, плутония и других радиоактивных изотопов образуется большое число ядер элементов, необычно богатых нейтронами. Их последующие распады приводят к формированию большого числа электронных антинейтрино, чье количество, энергия и другие физические свойства зависят от того, какие типы ядер породили эти частицы.
Британские и американские физики обратили внимание на то, что часть этих антинейтрино, возникающих в процессе работы реактора, превращается в два других типа частиц - мюонные и тау-антинейтрино - по мере их движения через пространство. Это натолкнуло на мысль, что феномен, так называемые нейтринные осцилляции, можно использовать для определения положения и расстояния до ядерных реакторов.
Руководствуясь этой идеей, исследователи просчитали то, как будет меняться число электронных антинейтрино на расстоянии от 1 м до 100 км от ядерного реактора, и разработали концепцию детектора, способного улавливать поток этих частиц и определять по ним расстояние до их источника. Предложенный ими прибор представляет собой чан со специальным светящимся красителем на базе гадолиния, который будет установлен на глубине в 1,1 км для защиты от действия природных источников радиации.
Подобное устройство, как показывают расчеты, сможет уловить поток антинейтрино, исходящих со всех работающих британских АЭС и некоторых французских реакторов, если установить его в центральных регионах Великобритании. В перспективе, подобные установки позволят осуществлять мониторинг за топливным циклом на большом числе реакторов, в том числе расположенных в тех регионах мира, к которым инспекторы МАГАТЭ не всегда имеют доступ, подытожили ученые.
Об нейтринных осцилляциях
Так называемые нейтринные осцилляции представляют собой особый физический феномен, в рамках которого один тип нейтрино или антинейтрино - электронные, мюонные или тау-нейтрино - превращается в одну из двух других форм этих частиц. Сам факт существования этого процесса указывает на то, что эти частицы обладают ненулевой массой, как раньше предполагали некоторые теоретики. За открытие этого феномена в 2015 году была присуждена Нобелевская премия по физике.