Ученые МИФИ создали детектор для отслеживания создания ядерного оружия на АЭС

07.05.2021 / 09:58
 Фото: iStock
Фото: iStock
Одним из "героев" Года науки и технологий может стать нейтрино. Эту прилетающую из далекой Вселенной мельчайшая частицу, которая почти не имеет массы, намерены ловить на открывшемся в марте Байкальском нейтринном телескопе. Событие стало пока самым громким мероприятием Года науки. А на Калининской АЭС только что произошла "тихая" сенсация: ученые МИФИ установили здесь нейтринный детектор. Он будет следить, что происходит внутри работающего ядерного реактора! Причем, не проникая внутрь, неинвазивно. Это позволит предотвращать аварийные ситуации, а значит, повысить безопасность ядерной энергетики. Но еще важнее - предотвращать распространение ядерного оружия.

Этот "сторож" напоминает бочку, заполненную 200 кг жидкого ксенона. И хотя из реактора вылетают миллиарды нейтрино, огромная удача, если удастся поймать хотя бы несколько десятков. Дело в том, что частицы практически никак себя не проявляют, ни с чем не взаимодействуют. Поэтому ученым приходится идти на разные хитрости, чтобы эта неуловимая частица все же попалась в сети.

"Для этого мы используем особый процесс взаимодействия нейтрино с тяжелыми ядрами ксенона, - говорит профессор МИФИ Александр Болоздыня. - Это открытие сделано в 2017 году, называется "упругое когерентное рассеяние нейтрино на тяжелых ядрах".

Надо напомнить, что на Байкальском телескопе ловят космические нейтрино, которые могут рождать частицы высоких энергий, вызывающих "черенковое свечение" воды. Кстати, за его открытие советским физикам Черенкову, Франку и Тамму в 1958 году была присуждена Нобелевская премия. Но из реактора вылетают совсем другие нейтрино - низкой энергии. Они в принципе не способны вызвать подобное свечение, значит, казалось бы, никак себя не проявляют. Их как бы нет.

И все же ученые нашли способ, чтобы заставить нейтрино "показать свое лицо". А точнее вспомнили. Он был изобретен в МИФИ 50 лет тому назад! "Метод довольно сложный, на пальцах не объяснить, - говорит Болоздыня. - Скажу только, что мы так воздействуем на наши "вялые" нейтрино, что в результате они вызывают такое же свечение газа, как в обычной люминесцентной лампе. Это и есть сигнал о появлении нейтрино".

Что же конкретно оно сообщает про ситуацию в реакторе? Как ставит ему диагноз? А главное, как ловит за руку тех, кто пытается извлечь из него ядерное оружие? Дело в том, что в ходе работы реактора в нем постепенно меняется состав изотопов, одни нарабатываются, например, оружейный плутоний, другие распадаются. И эти изменения оставляют свой след в потоке нейтрино, что и фиксирует "сторож". По нему можно сказать, все ли там в норме или есть повод для тревоги. И не извлечен ли из него плутоний злоумышленниками для создания ядерного оружия.

"Россия является поставщиком атомных электростанций практически по всему миру, и мы несем ответственность перед международным сообществом, чтобы другие государства не использовали их во вред человечеству, - говорит профессор Болоздыня. - Контролировать, что именно творится на станции другой страны, очень трудно, но у нас есть прибор, который буквально можно поставить на улице рядом с АЭС, чтобы наблюдать изменения изотопного состава атомного реактора и предотвращать незаконное изъятие опасных материалов".

Такой разработанный российскими учеными детектор будет стоять на страже, не позволяя подобные акции. Не случайно этой разработкой очень заинтересовалось Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ).

Поделиться