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
Наука и техника00:07Сегодня
A Coptic Orthodox priest uses his iPhone before conducting a prayer for the relatives of the victims who died after Saturday's bomb attack, in a house in Alexandria January 3, 2011. The bomb killed 21 people outside a Coptic Orthodox Christian church early on New Year's Day and a security source said seven people have been held for questioning. REUTERS/Asmaa Waguih (EGYPT - Tags: RELIGION CIVIL UNREST IMAGES OF THE DAY

Телефон Иисуса

Какими правдами и неправдами Apple заставила людей покупать iPhone
«Среди нескольких тысяч рак найдут у одного»
Почему в России не работает система ранней диагностики онкозаболеваний
Включили аварийку
После закрытия свалки в Балашихе Путин приехал в удмуртский барак
Максим МарцинкевичДевять друзей Тесака
О судьбе общественно полезного националистического движения и его «знаменосца»
Застрявший между жизнью и смертью
Посещение спортивного магазина обернулось жуткой трагедией
Тест Lada Vesta против Hyundai Solaris
Главное автомобильное противостояние России
Самый странный Hyundai
Hyundai SLV: концепт-кар, который мог стать серийным, но не стал
Тест УАЗ Пикап, VW Amarok и Fiat Fullback
Маленький триумф больших машин, или странное путешествие к странному озеру
Тюнинг бюджетных тачек
У вас «Логан»? Не отчаивайтесь — и его можно сделать очень крутым
Вите надо выйти
Соседи несколько лет травят москвича, который отказывается переселяться
Без свидетелей
Дома для тех, кто ненавидит соседей
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Классовая борьба
На смену дешевым квартирам в Москве пришел новый вид жилья
Да катитесь вы
Семейная пара отказалась от квартиры и поселилась в автобусе