Не спрятаться: новый детектор МИФИ изучит любой ядерный реактор на расстоянии
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.