Газета.Ru в Telegram
Новые комментарии +

Российский эмиссионный детектор нейтринного излучения готов к испытаниям на АЭС

Российские ученые провели лабораторный тест эмиссионного детектора РЭД-100, предназначенного для регистрации нейтрино от ядерного реактора. Работа прибора основана на недавно открытом процессе взаимодействия этих частиц с тяжелыми атомными ядрами. Дальнейшие испытания в условиях АЭС позволят создать эффективное средство контроля активной зоны ядерных реакторов. Результаты исследования опубликованы в Journal of Instrumentation. Работа поддержана грантом Российского научного фонда.

Нейтрино – незаряженные элементарные частицы, чрезвычайно слабо взаимодействующие с материей. Процесс упругого когерентного рассеяния нейтрино на атомном ядре еще в 1974 году теоретически предсказал американский физик Дэвид Фридман, и независимо от него — советские физики Владимир Копелиович и Леонид Франкфурт. Этот квантовый эффект связан с соотношением неопределенности: при малых значениях импульса, переданного ядру, нейтрино взаимодействует не с отдельными его составляющими (нуклонами), а сразу со всем ансамблем, то есть когерентно. Детектирование таких процессов долгое время оставалось невозможным из-за малой величины энергии, передающейся ядру, и, как следствие, слабому сигналу.

Для обнаружения упругого когерентного рассеяния в 2015 году сотрудники Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» сконструировали российский эмиссионный детектор (РЭД-100). Международная научная группа COHERENT планировала провести эксперимент на мощном ускорительном источнике нейтринного излучения Spallation Neutron Source (SNS) с детектором РЭД-100 в Окриджской Национальной лаборатории США, штат Теннесcи. По независящим от ученых причинам в исследованиях был использован другой детектор, на котором в 2017 году впервые удалось зарегистрировать упругое когерентное рассеяние нейтрино с атомным ядром. Однако в ускорительном эксперименте возникает смесь трех разных типов нейтрино, и трудно разобраться, как именно происходит взаимодействие. Атомный реактор, на котором планируется провести испытания детектора РЭД-100, производит только чистые электронные антинейтрино.

РЭД-100 – это сверхчувствительный детектор нового поколения, в котором в качестве рабочей среды используется 200 килограмм жидкого ксенона, помещенного в титановый криостат. Взаимодействие нейтрино с атомным ядром ксенона приводит к ионизации среды и появлению нескольких свободных электронов. Под действием электрического поля они попадают в газообразный ксенон над поверхностью жидкой фазы и вызывают сильное свечение газа, которое легко зарегистрировать. РЭД-100 уникален тем, что спроектирован для использования в условиях наземной лаборатории, где присутствует значительный фон от космических лучей, а детектор оснащен оригинальной системой подавления такого фона. Это делает возможным его практическое применение на АЭС.
В феврале 2019 года ученые провели полномасштабную проверку детектора. Также они оценили чувствительность к процессам, энергия которых, как и энергия упругого когерентного рассеяния нейтрино, составляет менее 1 кэВ. Также оценивался фон от космического излучения. Ученые экспериментально показали, что задача регистрации нейтринного излучения от ядерного реактора может быть успешно выполнена. Сейчас ведется подготовка документов, необходимых для размещения РЭД-100 на Калининской АЭС, расположенной на севере Тверской области.

«В случае успешного испытания детектора в условиях АЭС, перед нами открывается перспектива создания удобных и эффективных средств независимого контроля состояния и изотопного состава активной зоны ядерных реакторов. Важно то, что это можно будет осуществлять дистанционно за пределами помещения станции. Работа имеет большое значение для повышения безопасности ядерной энергетики», – рассказывает руководитель проекта Александр Болоздыня, доктор физико-математических наук, заведующий межкафедральной лабораторией экспериментальной ядерной физики НИЯУ МИФИ.

Новости и материалы
Российская телеведущая пожаловалась, что ей удалят пять зубов под наркозом: «Мучительно»
Стало известно, что повышает риск инфаркта при сильном стрессе
Бывший концертный директор «А-Студио» пострадал при теракте в «Крокусе»
В российском городе снесли памятник бойцам СВО
В Палестине утвердили состав нового правительства
Зеленский заявил, что ВСУ не смогут отразить крупное наступление РФ
В Ингушетии подростки на Lada устроили дрифт у Вечного огня
Овчинников высказался за ужесточение лимита на легионеров в РПЛ
Лавров прокомментировал легитимность президентства Зеленского
США продадут Польше авиационные ракеты JASSM-ER, AMRAAM и AIM-9X
Макрона предупредили об ответе России при отправке войск на Украину
Mercedes-Benz признали виновным в занижении данных о выбросах автомобилей
Экс-разведчик США рассказал, почему Украина может не удержать контроль над Харьковом
Двоих россиян наградили за мужество при спасении людей из «Крокуса»
Пикетчики у посольства РФ в Аргентине издевались над пострадавшими в «Крокусе»
Стало известно, что может помешать «Краснодару» сохранить второе место в РПЛ
Валерия назвала «Крокус» лучшим залом Москвы и призвала восстановить его после теракта
Уфимец повис на балконе, спасаясь от пожара в многоэтажке
Все новости