Российский детектор отследит производство оружейного плутония

Российские физики разработали проект промышленного детектора антинейтрино. Данные частицы образуются во время ядерной реакции и обладают очень высокой проникающей способностью, поэтому новая разработка сможет отследить производство оружейного плутония.
Трехмерная модель детектора
Спроектированный детектор физики из НИИ Ядерной физики им. Скобелицына под руководством Александра Чепурнова планируют собрать в первой половине следующего года. Далее проведут его испытания на атомной станции рядом с ядерным реактором для проверки работоспособности. Проверка должна подтвердить, что с помощью нового детектора можно отследить производство оружейного плутония.
 
Прибор регистрирует антинейтрино – элементарные частицы, возникающие при бета-распаде нестабильных ядер (например, стронция-90). Бета-распад имеет место в случае, когда внутри атомного ядра в одном из нейтронов d-кварк становится u-кварком: нейтрон становится протоном, образуется два продукта реакции – электрон и антинейтрино. Последний, как и нейтрино, практически не взаимодействует с веществом, проникает сквозь все материалы и без поглощения проходит через всю планету насквозь. Благодаря этому можно просветить любой предмет, однако крайне сложно обнаружить нейтрино и их античастицы.
 
Разрабатывая детектор слабо взаимодействующих частиц, российские физики решили две задачи: создали устройство, фиксирующее вспышку света, которая образуется во время реакции антинейтрино с обычными атомами, и корпус прибора, который минимизирует воздействие помех. Чтобы в прибор не попадали космические лучи или ионизирующее излучение от горных пород, разработали специальную многослойную защиту, а для защиты от «засветки» от самого корпуса использовали специальные сорта стали.
 
На данный момент разработчики закончили испытания на совместимость материалов устройства с жидкостью, внутри которой должны поглощаться нейтрино, сцинтиллятора. В качестве сцинтиллятора будет использован линейный алкилбензол с добавлением редкоземельного элемента гадолиния. Его выбрали благодаря двум его свойствам: хорошее поглощению нейтронов и высокой прозрачности. Рабочий образец будет вмещать кубометр сцинтиллятора, в настоящее время его прототип содержит тридцать литров. Установка, согласно спецификациям, полностью помещается в кубе с ребром 2,5 метра. Ее сделают разборной, что позволит транспортировать устройство к проверяемому реактору.
 
Состав ядерного топлива в реакторе будут определять по количеству антинейтрино и их энергии. Таким образом, международные органы контроля смогут обнаружить производство оружейного плутония. Детектор сможет работать длительный срок и предоставлять информацию в реальном времени о состоянии реактора. Остановку реактора для загрузки перерабатываемого в плутоний урана-238 и для выгрузки самого плутония сразу заметят. Отметим, что разовый приезд инспекторов МАГАТЭ не дает однозначной информации о подобных действиях на АЭС.
 
Физики также предлагали использовать нейтрино для слежения за атомными подводными лодками, но для получения качественного изображения реактора, который движется на большом расстоянии от детектора, необходимо, чтобы он регистрировал очень большое количество частиц. На сегодняшний день ученые смогли проследить за работой ядерного реактора, находящегося только вблизи установки. Эти эксперименты носили пока фундаментальный характер. Остановка японской АЭС «Фукусима-1» после аварии дала возможность с помощью детекторов нейтрино проанализировать частицы, которые приходят из недр Земли.
источник: Лента.ру

0 комментариев

Оставить комментарий