Впервые зарегистрированы антинейтрино от отработавших топливных элементов

Даже после остановки ядерного реактора радиоактивное топливо продолжает испускать слабый поток антинейтрино. Исследовательская группа Double Chooz под руководством учёных Института ядерной физики Общества Макса Планка (MPIK) впервые успешно измерила этот трудноуловимый сигнал, открыв новые перспективы для мониторинга реакторов, ядерной безопасности и контрольных процедур.

Детектор Double Chooz. Фото: коллаборация Double Chooz.

Измерения проводились на АЭС Шооз на севере Франции. Детектор Double Chooz расположен на глубине около 400 метров под землёй, в непосредственной близости от двух активных зон реакторов. Внутри детектора содержится более 30 кубических метров жидкого сцинтилляционного материала, который испускает слабые световые сигналы при взаимодействии с антинейтрино.

Исследователи проанализировали данные за 17,2 дня полной остановки двух реакторных блоков и зарегистрировали около 100 потенциальных событий антинейтрино. Эти события происходят от остаточных радиоактивных веществ в активных зонах реакторов и в бассейнах выдержки отработавшего топлива. Результаты измерений хорошо согласуются с детальным моделированием остаточных запасов ядерного топлива и распада долгоживущих продуктов деления, что знаменует собой первую экспериментальную прямую проверку теоретических предсказаний об эмиссии антинейтрино от остановленных реакторов и отработавшего топлива.

Коллаборация Double Chooz на протяжении многих лет работала над снижением фоновых сигналов и совершенствованием методов анализа, что в конечном итоге позволило зарегистрировать слабый остаточный сигнал антинейтрино после остановки реактора. Кроме того, недавние предварительные результаты эксперимента JUNO-TAO, представленные на конференции Neutrino 2026, показывают, что и другие исследовательские группы движутся в этом направлении.

Результаты работы коллаборации не только предоставляют открытые справочные данные по остаточному излучению остановленных реакторов и бассейнов выдержки отработавшего топлива, но, что более важно, они указывают на то, что в будущем детекторы антинейтрино смогут предоставлять важную информацию на этапах технического обслуживания АЭС и после остановки реакторов, обеспечивая тем самым независимую проверку состояния реакторов и уровня отработавшего топлива, что ещё больше повысит гарантии ядерной безопасности. Эксперимент Double Chooz изначально был предназначен для изучения нейтринных осцилляций и сыграл ключевую роль в измерении нейтринного угла смешивания θ13, заложив основу для будущих исследований асимметрии материи и антиматерии в нейтринной физике.