Учени за първи път регистрираха слабо „призрачно“ излъчване на антинеутрино, което е останало след спирането на ядрен реактор. Дори след изключването му в активната му зона продължават да се разпадат дългоживеещи продукти на делене, излъчвайки поток от частици – антинеутрино, способни да преминават през реактора и защитните екрани почти без взаимодействие.

Изследователите от колаборацията „Double Chooz“ за първи път измериха това остатъчно излъчване. Работата, публикувана в списание Physical Review Letters беше проведена под ръководството на Антъни Онилон и Тиери Ласер от Института по ядрена физика „Макс Планк“ (MPIK) в Хайделберг, Германия. Резултатите показват, че детекторите за антинеутрино могат да събират информация за реакторите дори когато те са изключени, което отваря нови възможности за мониторинг и ядрена безопасност.

Измерванията бяха проведени в АЕЦ „Шуз“ в северната част на Франция. Детекторът „Double Chooz“ е разположен под земята на около 400 метра от двата реакторни блока. Вътре в него се намират над 30 кубични метра течен сцинтилатор, който светва при взаимодействие с антинеутрино.

„Антинеутриното взаимодейства изключително рядко с материята. Когато обаче взаимодействието се случи вътре в детектора „Double Chooz“ възниква характерен двоен светлинен сигнал, който може да се разграничи от фоновите събития.“

обяснява Тиери Ласер от независимата изследователска група OMINA към MPIK

Учените анализираха 17,2 дни наблюдения, през които и двата реакторни блока бяха напълно спрени. През този период детекторът регистрира около 100 събития, за които се предполага, че са антинеутрина, свързани с остатъчната радиоактивност в активните зони и басейните за съхранение на отработено гориво. Откритият сигнал съвпадна точно с подробните модели, които отчитат остатъчния състав на ядреното гориво и разпадането на дългоживеещите продукти на деленето. Това е първото пряко експериментално потвърждение на теоретичните предсказания за излъчването на антинетрино от спрени реактори и отработено гориво.

„Досега експериментите с реакторни антинеутрино бяха съсредоточени върху работещи реактори, където потокът от частици е много по-голям. Откриването на миниатюрен остатъчен сигнал след спирането на реактора изискваше изключително нисък фон и щателни методи за анализ, които колаборацията Double Chooz разработваше в продължение на дълги години.“

добавя Д-р Онилон

Други експерименти вече започват да навлизат в тази област. Първите резултати от JUNO-TAO, представени на конференцията Neutrino 2026, показват, че изследователите също използват данни от изключени реактори за изучаване на слабия сигнал на антинеутрино от отработено гориво.

Получените данни сочат, че детекторите за антинеутрино могат да бъдат полезни не само по време на работата на реакторите, но и по време на техническото обслужване, както и след спирането им. Такива измервания могат да се превърнат в инструмент за независимо потвърждаване на състоянието на реактора и проследяване на запасите от отработено гориво. Double Chooz първоначално беше създаден за изучаване на неутринните осцилации и изигра ключова роля в измерването на ъгъла на смесване θ13 – фундаментален параметър, описващ превръщанията на неутрино. Сега експериментът добави към своите постижения още едно „първо“ – откриването на слабо неутринно излъчване, което продължава след като реакторът угасне.