
Нейтринный детектор Nucifer, установленный во Франции рядом с экспериментальным ядерным реактором Osiris, позволил эффективно отслеживать ход ядерной реакции и изотопный состав топлива. Эта технология позволит гарантированно обнаружить несанкционированное производство оружейного плутония и является важным шагом в задаче нераспространения ядерного оружия. Публикация с результатами первого года работы установки появилась в архиве е-принтов arxiv.org.Нейтрино, самые трудноуловимые из известных элементарных частиц, уже нашли не только научные, но и вполне практически применения. Благодаря своей высокой проникающей способности они позволяют «разглядеть» то, что происходит в толще вещества и до чего не могут добраться другие методы наблюдения. Например, нейтрино могут свободно проходить сквозь Землю — и это позволяет измерить радиогенное тепло, выделяющееся в разных слоях планеты.Другой важный пример — это прямое наблюдение за активной зоной ядерных реакторов. Горение ядерного топлива в реакторе производит вторичные изотопы, многие из которых бета-радиоактивны и распадаются с испусканием электрона и антинейтрино. Поскольку мощность реактора велика, идущий из него нейтринный поток огромен. Поэтому если рядом с реактором, на расстоянии нескольких метров, поставить нейтринный детектор, то он, даже при всей неуловимости нейтрино, сможет регистрировать их сотнями в сутки и отслеживать работу реактора почти в реальном времени. И самое важное, что этот нейтринный поток — а значит, и всю информацию, которую он несет, — не спрячешь ни за какими многометровыми бетонными стенами.Установка по нейтринометрии реактора будет решать сразу несколько задач. Прежде всего, техническую. Она позволит вести мониторинг того, как именно выгорает ядерное топливо в реакторе. Наблюдения за нейтринным потоком дают не только общую мощность реактора, — она измеряется и обычными методами, — но и позволяет проследить эволюцию изотопного состава топлива в процессе горения. Это делается с помощью энергетического спектра нейтрино. Такие наблюдения покажут, в частности, вырабатывается ли в процессе горения плутоний и сколько его остается в выгружаемом топливе по окончании цикла работы. А поскольку плутоний может использоваться при создании ядерного оружия, такой мониторинг позволит наблюдательным организациям, например, Международному агентству по атомной энергии, контролировать соблюдение требований по нераспространению ядерного оружия.Нейтринометрия позволит выполнить и томографию ядерного реактора — восстановить пространственную картину выгорания топлива в реакторе с достаточно крупной активной зоной (желающие могут потренироваться в расчете этого эффекта). Если окажется, что горение идет неравномерно, это будет означать, что топливо расходуется неэффективно, а значит, потребуется оптимизировать процесс. Обычными методами эту информацию получить трудно.Наконец, такая установка, расположенная буквально в считанных метрах от источника, позволит решить и чисто научный вопрос. Если в природе существует еще один тип нейтрино с умеренно большой массой, то он может вызывать осцилляции нейтрино на расстоянии в несколько метров. Если поставить несколько детекторов на разном удалении от источника, то по их показаниям можно будет уловить эти осцилляции. Ну а если установка сможет еще и перемещаться вперед-назад, то здесь справится и один детектор.
