使用反物质检测核辐射裂变反应堆的副产品为了解核反应堆的使用提供了依据

发布时间：2024-10-02 10:46:45 栏目：生活

导读 核裂变反应堆是全球许多地区的主要电力来源，预计到2050年全球发电量将增加近一倍。然而，存在一个问题，即很难辨别核反应堆是否也用于制造...

核裂变反应堆是全球许多地区的主要电力来源，预计到2050年全球发电量将增加近一倍。然而，存在一个问题，即很难辨别核反应堆是否也用于制造核武器材料。



捕获和分析反物质粒子已显示出监测反应堆具体运行情况的潜力，即使是在数百英里之外。

在AIPAdvances中，谢菲尔德大学和夏威夷大学的研究人员开发了一种探测器，可以感知和分析核反应堆发射的反中微子。该探测器由StephenWilson及其同事设计，可以感知反中微子，并可以在数英里之外描述其能量分布，从而监测核反应堆的活动。

“在本文中，我们测试了一种可用于测量远距离核裂变反应堆粒子发射能量的探测器设计，”作者威尔逊说。“这些信息不仅可以告诉我们反应堆是否存在及其运行周期，还可以告诉我们反应堆距离我们有多远。”

中微子是不带电荷的基本粒子，质量几乎为零，而反中微子则是它们的反物质对应物，通常在核反应中产生。捕获这些反粒子并分析其能级可以提供有关从运行周期到乏燃料中特定同位素等所有信息。

该团队的探测器设计利用了切伦科夫辐射，这是一种当带电粒子以比光更快的速度穿过特定介质时发出辐射的现象，类似于穿越音障时的音爆。这也是核反应堆发出怪异蓝光的原因，并被用于天体物理实验室探测中微子。

研究人员提议在英格兰东北部组装他们的装置，并检测来自英国各地以及法国北部反应堆的反中微子。

然而，有一个问题是，来自高层大气和太空的反中微子可能会干扰信号，特别是当非常遥远的反应堆产生极小的信号时——有时每天只产生一个反中微子。

为了解决这个问题，该小组建议将他们的探测器放置在地下1公里以上的矿井中。

“区分这些粒子也是一项重大的分析挑战，测量能谱可能需要很长的时间，”威尔逊说。“从很多方面来看，最让我惊讶的是，这实际上并非不可能。”

威尔逊希望该探测器能够激发更多关于如何使用反中微子监测反应堆的讨论，包括测量乏核燃料的反中微子光谱或开发用于更靠近反应堆的更小的探测器。