8月15日消息,Double Chooz国际合作组在法国北部Chooz核电站首次探测到核反应堆关闭后持续产生的反中微子残留信号,测量结果与反应堆堆芯和乏燃料冷却池中放射性衰变的预测高度吻合。

实验设计

Double Chooz探测器位于Chooz核电站两座反应堆堆芯地下约400米处。探测器内部装有超过30立方米的液体闪烁体——一种在反中微子与其相互作用时会产生微弱光闪的材料。

研究者在两座反应堆机组完全停机期间收集了17.2天的观测数据。在此期间,探测器记录了约100个与反应堆堆芯和附近乏燃料冷却池残余放射性相关的反中微子候选事件。

物理意义

即使在核反应堆关闭后,堆芯内部的长寿命放射性裂变产物仍在持续衰变,持续数月甚至数年释放微弱的反中微子流。反中微子是宇宙中已知最轻、最难探测的粒子之一,可以几乎不受干扰地穿过反应堆及其周围屏蔽层。

该实验首次在完全停机状态下测量了这种残余反中微子发射。测量结果与基于核燃料成分和衰变链的理论预测密切匹配,验证了对反应堆停机后残余放射性衰变物理模型的理解。

应用前景

这一突破性成果具有重要的应用价值。反中微子探测器有望在核反应堆离线状态下对其进行监测,为核安全和核不扩散提供一种全新的技术手段。

传统核反应堆监测依赖堆芯 instrumentation 和运行数据,这些数据可能被篡改或不可获得。而反中微子探测提供了一种物理层面的独立验证手段,能够确认反应堆的运行状态和历史活动。即使在反应堆关闭期间,残余反中微子信号仍可提供关于堆芯燃料成分和乏燃料储存的有用信息。

Double Chooz实验是国际上主要的反应堆中微子实验之一,主要目标之一是精确测量反应堆中微子混合角θ13。该合作组由法国、德国、美国、日本等多国研究机构组成。 (来源:Double Chooz Collaboration)