Η πρώτη μέτρηση αντινετρίνων από χρησιμοποιημένο πυρηνικό καύσιμο επιβεβαιώνει ότι οι εκπομπές συνεχίζονται μετά το κλείσιμο των αντιδραστήρων
Ακόμη και όταν τα φώτα σβήνουν και οι πυρηνικοί αντιδραστήρες τίθενται εκτός λειτουργίας, η ιστορία στο εσωτερικό του πυρήνα του αντιδραστήρα έχει ακόμη πολλά να αποκαλύψει.
Ραδιενεργά, μακρόβια προϊόντα σχάσης συνεχίζουν να διασπώνται για μήνες ή ακόμη και χρόνια, παράγοντας μια ασθενή ροή ενός συγκεκριμένου τύπου σωματιδίου που είναι γνωστό ως αντινετρίνο.
Τα (αντι)νετρίνα είναι τα ελαφρύτερα και πιο δύσκολα ανιχνεύσιμα γνωστά σωματίδια στο σύμπαν, γεγονός που τους επιτρέπει να διαφεύγουν χωρίς εμπόδια τόσο από τον αντιδραστήρα όσο και από την περιβάλλουσα θωράκιση.
Ερευνητές της συνεργασίας Double Chooz μέτρησαν πλέον για πρώτη φορά αυτή την υπολειμματική εκπομπή αντινετρίνων.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στο Physical Review Letters, πραγματοποιήθηκε υπό την ηγεσία των Anthony Onillon και Thierry Lasserre από το Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK) στη Χαϊδελβέργη της Γερμανίας.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι ανιχνευτές αντινετρίνων μπορούν να εξετάζουν πυρηνικούς αντιδραστήρες ακόμη και κατά τις περιόδους διακοπής λειτουργίας, ανοίγοντας νέες προοπτικές για την παρακολούθηση αντιδραστήρων, την πυρηνική ασφάλεια και τις δικλίδες προστασίας.
Πώς το Double Chooz ανιχνεύει το σήμα
Η μέτρηση πραγματοποιήθηκε στον πυρηνικό σταθμό Chooz στη βόρεια Γαλλία. Ο ανιχνευτής Double Chooz βρίσκεται υπόγεια, σε απόσταση περίπου 400 μέτρων από τους δύο πυρήνες των αντιδραστήρων.
Ο ανιχνευτής περιέχει περισσότερα από 30 κυβικά μέτρα υγρού σπινθηριστή, ενός υλικού που εκπέμπει μικρές αναλαμπές φωτός όταν ένα αντινετρίνο αλληλεπιδρά στο εσωτερικό του ανιχνευτή.
«Τα αντινετρίνα αλληλεπιδρούν εξαιρετικά σπάνια με την ύλη. Ωστόσο, όταν ένα από αυτά αλληλεπιδρά μέσα στον ανιχνευτή Double Chooz, παράγεται ένα χαρακτηριστικό διπλό φωτεινό σήμα που μπορεί να διακριθεί από τα γεγονότα υποβάθρου», εξηγεί ο Lasserre από την ανεξάρτητη ερευνητική ομάδα OMINA, η οποία επίσης βρίσκεται στο MPIK.
Αυτό επιτρέπει στους ερευνητές να εντοπίζουν τα αντινετρίνα που προέρχονται από τον αντιδραστήρα.
Η συνεργασία ανέλυσε δεδομένα 17,2 ημερών που καταγράφηκαν ενώ και οι δύο μονάδες του αντιδραστήρα ήταν πλήρως εκτός λειτουργίας.
Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο ανιχνευτής κατέγραψε περίπου 100 υποψήφια γεγονότα αντινετρίνων, τα οποία προέρχονταν από την υπολειμματική ραδιενέργεια στους πυρήνες των αντιδραστήρων και στις κοντινές δεξαμενές ψύξης χρησιμοποιημένου καυσίμου.
Το μετρούμενο σήμα συμφωνεί εξαιρετικά καλά με λεπτομερείς προσομοιώσεις του εναπομείναντος αποθέματος πυρηνικού καυσίμου και της διάσπασης των μακρόβιων προϊόντων σχάσης.
Αυτό αποτελεί την πρώτη άμεση πειραματική επιβεβαίωση των προβλέψεων για την εκπομπή αντινετρίνων από αντιδραστήρες που έχουν τεθεί εκτός λειτουργίας και από χρησιμοποιημένο πυρηνικό καύσιμο.
«Μέχρι σήμερα, τα πειράματα αντινετρίνων σε αντιδραστήρες επικεντρώνονταν κυρίως σε αντιδραστήρες που βρίσκονταν σε λειτουργία, όπου η ροή αντινετρίνων είναι πολύ μεγαλύτερη.
Η ανίχνευση του ασθενούς υπολειμματικού σήματος μετά το κλείσιμο απαιτούσε εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα υποβάθρου και προσεκτικές τεχνικές ανάλυσης που αναπτύχθηκαν από τη συνεργασία Double Chooz επί πολλά χρόνια», προσθέτει ο Onillon.
Ένα σημείο αναφοράς για μελέτες με αντιδραστήρες εκτός λειτουργίας
Πρόσφατα πρώτα αποτελέσματα από το JUNO-TAO, τα οποία παρουσιάστηκαν στο Neutrino 2026, δείχνουν ότι αυτή η νέα κατεύθυνση ήδη διερευνάται και από άλλα πειράματα.
Με την ανάλυση δεδομένων από περιόδους κατά τις οποίες οι αντιδραστήρες ήταν εκτός λειτουργίας, το TAO επιδιώκει να απομονώσει το ασθενές σήμα αντινετρίνων από το χρησιμοποιημένο πυρηνικό καύσιμο.
Το αποτέλεσμα του Double Chooz παρέχει πλέον το πρώτο δημοσιευμένο σημείο αναφοράς για την κατανόηση αυτής της υπολειμματικής «λάμψης» από αντιδραστήρες που έχουν σταματήσει να λειτουργούν και από δεξαμενές χρησιμοποιημένου καυσίμου.
Το αποτέλεσμα δείχνει ότι οι ανιχνευτές αντινετρίνων θα μπορούσαν στο μέλλον να παρέχουν πληροφορίες όχι μόνο κατά τη λειτουργία των αντιδραστήρων, αλλά και κατά τις περιόδους συντήρησης και μετά το οριστικό κλείσιμο.
Τέτοιες μετρήσεις ενδέχεται να καταστούν σημαντικές για την ανεξάρτητη επαλήθευση της κατάστασης των αντιδραστήρων και των αποθεμάτων χρησιμοποιημένου καυσίμου.
Το Double Chooz σχεδιάστηκε αρχικά για τη μελέτη των ταλαντώσεων των νετρίνων και διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο στη μέτρηση της γωνίας ανάμειξης νετρίνων θ13, μιας θεμελιώδους παραμέτρου που περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο τα νετρίνα μετατρέπονται από έναν τύπο σε άλλον καθώς ταξιδεύουν.
Η μέτρηση αυτή άνοιξε τον δρόμο για μελλοντικές μελέτες σχετικά με τις ασυμμετρίες ύλης-αντιύλης στον τομέα των νετρίνων.
Με αυτή τη νέα εργασία, το πείραμα πέτυχε ακόμη μια πρωτιά: την παρατήρηση της αμυδρής «λάμψης» νετρίνων που παραμένει μετά το σβήσιμο ενός αντιδραστήρα.
www.worldenergynews.gr
