Ученые впервые зафиксировали «призрачное» антинейтринное свечение остановленного ядерного реактора

Ученые впервые зафиксировали слабое «призрачное» свечение антинейтрино, которое остается после остановки ядерного реактора. Даже после выключения в его активной зоне продолжают распадаться долгоживущие продукты деления, испуская поток частиц — антинейтрино, способных проходить сквозь реактор и защитные экраны почти без взаимодействия.

Исследователи коллаборации Double Chooz впервые измерили это остаточное излучение. Работа, опубликованная в журнале Physical Review Letters, проводилась под руководством Энтони Ониллона и Тьерри Лассерра из Института ядерной физики Макса Планка (MPIK) в Гейдельберге, Германия. Результаты показывают, что детекторы антинейтрино могут собирать информацию о реакторах даже в выключенном состоянии, что открывает новые возможности для мониторинга и ядерной безопасности.

Измерения проводились на АЭС Шооз на севере Франции. Детектор Double Chooz расположен под землей примерно в 400 метрах от двух реакторных блоков. Внутри него находится более 30 кубических метров жидкого сцинтиллятора, который вспыхивает при взаимодействии с антинейтрино.

«Антинейтрино крайне редко взаимодействуют с материей. Однако когда взаимодействие происходит внутри детектора Double Chooz, возникает характерный двойной световой сигнал, который можно отличить от фоновых событий», — объясняет Тьерри Лассерр из независимой исследовательской группы OMINA при MPIK.

Ученые проанализировали 17,2 дня наблюдений, когда оба реакторных блока были полностью остановлены. За этот период детектор зарегистрировал около 100 событий-кандидатов в антинейтрино, связанных с остаточной радиоактивностью в активных зонах и бассейнах выдержки отработавшего топлива.

Обнаруженный сигнал точно совпал с детальными моделями, учитывающими остаточный состав ядерного топлива и распад долгоживущих продуктов деления. Это первое прямое экспериментальное подтверждение теоретических предсказаний об излучении антинейтрино от остановленных реакторов и отработавшего топлива.

«До сих пор эксперименты с реакторными антинейтрино были сосредоточены на работающих реакторах, где поток частиц гораздо больше. Обнаружение крошечного остаточного сигнала после остановки потребовало исключительно низкого фона и тщательных методов анализа, которые коллаборация Double Chooz разрабатывала долгие годы», — добавляет доктор Ониллон.

Другие эксперименты уже начинают осваивать эту область. Первые результаты JUNO-TAO, представленные на конференции Neutrino 2026, показывают, что исследователи также используют данные с выключенных реакторов для изучения слабого сигнала антинейтрино от отработавшего топлива.

Полученные данные свидетельствуют, что детекторы антинейтрино могут быть полезны не только при работе реакторов, но и во время техобслуживания и после остановки. Такие измерения способны стать инструментом для независимого подтверждения состояния реактора и отслеживания запасов отработавшего топлива.

Double Chooz изначально создавался для изучения нейтринных осцилляций и сыграл ключевую роль в измерении угла смешивания θ13 — фундаментального параметра, описывающего превращения нейтрино. Теперь эксперимент добавил к своим достижениям еще одно «первое» — обнаружение слабого нейтринного свечения, продолжающегося после того, как реактор гаснет.