Производство оружейного плутония отследят с помощью российского детектора

Трехмерная модель детектора
Трехмерная модель детектора

Группа физиков из нескольких российских научных центров разработала проект промышленного детектора антинейтрино. Так как эти частицы отличаются крайне высокой проникающей способностью и при этом образуются в ходе ядерных реакций, ученые предлагают использовать свою разработку для контроля за производством оружейного плутония. Подробности приводит официальный сайт НИИЯФ МГУ.

Детектор, спроектированной физиками из НИИ Ядерной физики имени Скобельцына под руководством Александра Чепурнова, планируется собрать в первой половине 2014 года. После этого ученые испытают его на АЭС вблизи ядерного реактора для того, чтобы проверить работоспособность устройства и показать принципиальную возможность отследить производство оружейного плутония.

Принцип работы прибора основан на регистрации антинейтрино, элементарных частиц, которые образуются при бета-распаде возникающих в ходе цепной реакции нестабильных ядер (например, стронция-90). Бета-распад, в свою очередь, происходит тогда, когда внутри атомного ядра в одном из нейтронов d-кварк становится u-кварком: в результате нейтрон становится протоном, а в качестве еще двух продуктов реакции образуется электрон и антинейтрино. Антинейтрино, как и нейтрино, практически не взаимодействуют с веществом, проникая сквозь все известные материалы и практически без поглощения проходя через планету насквозь. Это свойство, с одной стороны, позволяет просвечивать любые предметы, а с другой — делает крайне сложным обнаружение нейтрино и их античастиц.

При разработке детектора слабо взаимодействующих частиц ученым пришлось решить две задачи. Первая заключалась в создании устройства, способного зафиксировать вспышку света, возникающую при реакции антинейтрино с обычными атомами; второй задачей было создание корпуса прибора, который бы сводил к минимуму воздействие помех. Для предотвращения попадания в прибор космических лучей или ионизирующего излучения от горных пород была разработана многослойная защита, а для исключения «засветки» от самого корпуса детектора ученые применили специальные сорта стали.

К настоящему времени, как сообщают разработчики, завершены испытания на совместимость материалов детектора с жидкостью, внутри которой должны поглощаться нейтрино, сцинтиллятора. В роли сцинтиллятора будет использоваться линейный алкилбензол с добавлением редкоземельного элемента гадолиния. Это органическое вещество было выбрано за комбинацию двух качеств: хорошего поглощения нейтронов и большой прозрачности. Строящийся рабочий образец будет вмещать кубометр сцинтиллятора, а пока ученые изготовили прототип объемом тридцать литров. Вся установка, согласно заявленным спецификациям, поместится в кубе с ребром 2,5 метра и будет разборной: это позволит привезти ее к инспектируемому реактору.

По количеству антинейтрино и их энергии можно будет сделать выводы о составе ядерного топлива внутри реактора. За счет этого у международных контролирующих организаций появится возможность обнаружить производство оружейного плутония, так как детектор может работать длительный срок и предоставлять информацию в реальном времени о состоянии реактора. Остановка реактора для загрузки перерабатываемого в плутоний урана-238 и для выгрузки самого плутония будет сразу замечена, в то время как разовый приезд комиссии МАГАТЭ не позволяет однозначно определить наличие подобных вмешательств в работу АЭС ранее.

Нейтрино также предлагали использовать даже для слежения за атомными подлодками. Однако число регистрируемых даже крупногабаритными детекторами частиц слишком мало, чтобы получить качественное изображение реактора, движущегося на большом расстоянии от установки. Проследить за работой ядерного реактора физикам пока что удавалось только вблизи и пока такие эксперименты носили скорее фундаментальный характер. А остановка АЭС в Японии после аварии на станции «Фукусима-1» позволила при помощи детекторов нейтрино проанализировать частицы, приходящие из глубинных слоев Земли.

Обсудить
Demonstrators take part in a protest aimed at showing London's solidarity with the European Union following the recent EU referendum, inTrafalgar Square, central London, Britain June 28, 2016. REUTERS/Dylan Martinez TPX IMAGES OF THE DAYСпасет ли уход Меркель Европу?
Свое 60-летие Европейский союз встречает в состоянии экзистенциального кризиса
Participants attend a gay pride parade in central Istanbul June 30, 2013. Tens of thousands of anti-government protesters teamed up with a planned gay pride march in Istanbul. Crowds were stopped by riot police from entering Taksim, the centre of previous protests, but the atmosphere appeared peacefulОпасное интернет-проникновение
Грозит ли подъем геев-мусульман исламскому миру
Displaced people from the minority Yazidi sect, fleeing violence from forces loyal to the Islamic State in Sinjar town, walk towards the Syrian border, on the outskirts of Sinjar mountain, near the Syrian border town of Elierbeh of Al-Hasakah Governorate August 11, 2014. Islamic State militants have killed at least 500 members of Iraq's Yazidi ethnic minority during their offensive in the north, Iraq's human rights minister told Reuters on Sunday. The Islamic State, which has declared a caliphate in parts of Iraq and Syria, has prompted tens of thousands of Yazidis and Christians to flee for their lives during their push to within a 30-minute drive of the Kurdish regional capital Arbil. Picture taken August 11, 2014. REUTERS/Rodi Said (IRAQ - Tags: POLITICS CIVIL UNREST TPX IMAGES OF THE DAY) FOR BEST QUALITY IMAGE ALSO SEE: GM1EA8M1B4V01Дважды отверженные
Почему от женщин, вырвавшихся из плена боевиков, отворачивается общество


Из ЕС в сексуальное рабство
Что вынуждает румынок отправляться на Сицилию, где их ждет неволя
Китайский интерес
Пекин желает смерти уйгурским боевикам в Сирии, но вмешиваться в войну не готов
Все там будем
Почему невозможно уберечься от рака
Кровавое воскресенье 22 января 1905 года«Идиоты говорят, что Россию погубил заговор»
Почему революция 1917 года была неизбежна
«Это было волшебно!»Дефект массы
Как продолжение культовой серии Mass Effect стало одной из худших игр в истории
Старт ракеты с Dream Chaser — кораблем компании Sierra Nevada (в представлении художника)Еще батуты
Как американские компании опережают Россию в сфере пусков ракет
Пижон Джон
Дикий сэр Элтон, каким его уже мало кто помнит
«Главное — убедить людей, что они счастливы»
Джон Стейнбек и Роберт Капа о советских застольях, писателях и правительстве
Девочки кровавые в глазах
Кино недели с Денисом Рузаевым: от «Манчестера у моря» до «Демона внутри»
Под «Грибами» тает лед
Самая навязчивая песня сезона — во всех мемах страны
Восточные легенды
Культовые японские автомобили ушедших лет
Очень страшные «Рейндж Роверы»
Самые жуткие варианты тюнинга автомобилей Land Rover
Самые необычные ДТП
Автомобили на крышах, в бассейнах и другие непонятные аварии, достойные премии
Пиджак и боб
Самое крутое автомобильное видео марта
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Фрэнк ГериСпугнули рыбу
Почему антисемиты изгнали из Канады создателя «танцующего дома»
«Наш дом — колония строгого режима»
История семьи, оказавшейся на грани распада из-за дачи
Цветам не место в доме
Почему дети мешают взрослым жить счастливо в собственных квартирах