Нейтринна діагностика. Вчені з Лос-Аламоса знайшли спосіб зазирнути всередину ядерної реакції

Дослідники з Національної лабораторії Лос-Аламоса запропонували революційний метод вивчення характеристик ядерної зброї за допомогою детектування нейтрино — невловних субатомних часток.

Нова технологія може дозволити вченим отримувати критично важливі дані про процеси поділу ядер без проведення реальних вибухів, що особливо актуально в умовах чинної заборони на повномасштабні ядерні випробування.

Ідея базується на реєстрації антинейтрино, які у величезних кількостях вивільняються під час ланцюгової реакції. Оскільки ці частки майже не взаємодіють із матерією і проходять крізь будь-які перешкоди, вони несуть у собі «чисту» інформацію про стан активної зони в момент вибуху. Використовуючи метод зворотного бета-розпаду (IBD), сучасні детектори здатні фіксувати ці сигнали навіть на відстані кількох кілометрів від епіцентру події.

Керівник проєкту Річард Ван де Ватер зазначає, що значне вдосконалення технологій дозволило перетворити нейтрино на повноцінний діагностичний інструмент. Команда провела моделювання, яке підтвердило: спеціальний детектор, названий νFLASH, може зібрати достатньо даних для точного аналізу потужності та характеристик реакції. Це доповнить існуючі методи комп’ютерного моделювання, на які США покладаються з 1992 року.

Для перевірки концепції вчені пропонують розмістити обладнання поблизу імпульсних реакторів, наприклад, на базі реактора TRIGA в Техаському університеті. Такі установки генерують короткі й потужні сплески енергії, що імітують фізику ядерного вибуху. Отримані дані допоможуть уточнити наукові моделі та зменшити похибки в базах даних продуктів поділу.

Окрім питань національної безпеки, установка νFLASH відкриває двері для фундаментальної науки. Вчені сподіваються використати її для пошуку стерильних нейтрино та аксіонів — гіпотетичних часток, які можуть пояснити аномалії в сучасній фізиці. Результати дослідження, опубліковані в Review of Scientific Instruments, демонструють, що поєднання військової діагностики та фундаментальної науки може вивести розуміння ядерних процесів на абсолютно новий рівень.