Eksperyment Nucyfera

Eksperyment Nucifer to propozycja testu sprzętu i metodologii wykorzystania detekcji neutrin (a dokładniej detekcji antyneutrin ) do monitorowania aktywności reaktorów jądrowych i oceny składu izotopowego paliw reaktorów do monitorowania przestrzegania traktatów o nierozprzestrzenianiu broni jądrowej . W oparciu o pomysł zaproponowany przez LA Mikaélyana w 1977 r., Eksperyment Nucifer został zaproponowany MAEA w październiku 2008 r.

Nucifer Collaboration składa się z naukowców z różnych francuskich instytucji badawczych, w tym Subatech i CEA Saclay oraz z Max-Planck-Institut für Kernphysik w Heidelbergu w Niemczech. Wydaje się, że nie są dostępne żadne informacje dotyczące pochodzenia nazwy „Nucifer”. Czasami jest publikowany wielkimi literami („NUCIFER”), co sugeruje, że może to być akronim, ale takie użycie nie jest spójne, nawet wśród publikacji i prezentacji napisanych przez uczestników projektu.

Tło

Zgodnie z sugestią Mikaélyana i jego współpracowników z 1977 r., Aby wykorzystać wykrywanie neutrin do monitorowania jądrowego, niewiele pracowano nad wdrożeniem tej koncepcji, dopóki naukowcy z Lawrence Livermore i Sandia National Laboratories nie skonstruowali prototypowego detektora antyneutrin przy użyciu 0,64 tony ciekłego scyntylatora domieszkowanego gadolinem i umieścił go 25 m od rdzenia elektrowni jądrowej San Onofre (PIEŚNI) w Kalifornii. Na spotkaniu grupy IAEA Novel Technologies w Wiedniu w październiku 2008 r. dokonano przeglądu wyników eksperymentu SONGS i uznano, że wykazują one potencjał tego podejścia. Na tym samym spotkaniu uczestnicy współpracy Nucifer przedstawili swoją propozycję skonstruowania podobnego, ale ulepszonego detektora. Ich propozycja zawierała wyniki szeroko zakrojonych symulacji ilustrujących wykonalność tego podejścia i jest obecnie oceniana przez ten organ jako potencjalne zabezpieczenie przed rozprzestrzenianiem broni jądrowej .

Projekt detektora

Kryteria projektowe określone przez MAEA wymagają narzędzia do monitorowania reaktora, które jest kompaktowe, przenośne, niedrogie, bezpieczne i zdalnie sterowane. Powinna istnieć możliwość dyskretnego umieszczenia takiego urządzenia monitorującego w pobliżu reaktora jądrowego, bez negatywnego wpływu na bezpieczne działanie tego reaktora, oraz zdalne monitorowanie pod kątem oznak produkcji materiałów jądrowych przeznaczonych do zastosowań w broni z naruszeniem międzynarodowych traktatów o nierozprzestrzenianiu broni jądrowej. Na przykład wykrycie zmiany widma antyneutrin zgodnej z usunięciem dużej ilości 239 Pu z reaktora wzbudziłoby podejrzenia i uzasadniałoby dalsze dochodzenie.

Proponowany detektor składa się z cylindrycznego stalowego zbiornika zawierającego jedną tonę ciekłego materiału scyntylacyjnego domieszkowanego Gd oraz 16 8-calowych fotopowielaczy oddzielonych od materiału scyntylacyjnego akrylowym dyskiem o grubości 25 cm. Cały aparat otoczony jest warstwami ołowiu i polietylenu w celu zapewnienia osłony przed promieniowaniem tła Pomiędzy zbiornikiem detekcyjnym a osłoną znajduje się plastikowy scyntylacyjny detektor mionów przeznaczony do wykrywania obecności mionów powstałych w wyniku rozpadu pionów z promieniowania kosmicznego . Po uruchomieniu to urządzenie mion-veto oznacza każdy sygnał odebrany przez fotopowielacze w zbiorniku, a takie sygnały zostałyby wykluczone z obliczeń, ponieważ prawdopodobnie nie zostałyby wytworzone przez reaktor. Całkowite wymiary urządzenia to 2,5 x 2,5 m 2 .

Zaplanowane kamienie milowe

  • Testy integracyjne w laboratorium płytkiej głębokości Saclay ALS, które trwają od 2010 roku.
  • Instalacja i testy detektora w reaktorze badawczym CEA-Saclay Osiris (2011-2012).
  • Instalacja i testowanie detektora w reaktorze badawczym ILL w Grenoble w celu kalibracji czystego widma 235 U v.
  • Instalacja i testowanie detektora w komercyjnym reaktorze jądrowym. (2013)

Anomalia antyneutrinowa reaktora

Jednym z potencjalnych problemów, którym będzie musiał zająć się eksperyment Nucifer, jest anomalia w istniejącym zbiorze danych dotyczących strumienia neutrin/antyneutrin z reaktorów jądrowych na całym świecie. Zmierzone wartości tego strumienia wydają się stanowić zaledwie 94% wartości oczekiwanej z teorii. Nie wiadomo, czy wynika to z nieznanej fizyki (ze słabym mieszaniem ze sterylnymi neutrinami jako możliwe wyjaśnienie przez niektórych badaczy), błąd eksperymentalny w pomiarach lub błędy w obliczeniach strumienia teoretycznego. W każdym razie współpracownicy Nucifer będą szukać tego efektu i będą musieli wziąć go pod uwagę w swoich kalibracjach.

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nucifer_experiment&oldid=963839342 ”