کشف درخشش شبح‌وار نیروگاه هسته‌ای در آب خالص

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری برنا؛ در سال ۲۰۱۸، یک مخزن از خالص‌ترین آب که زیر کیلومتر‌ها سنگ در انتاریو، کانادا دفن شده بود، به‌دنبال برخورد ذره‌ای بسیار کوچک با مولکول‌های آن، برای لحظه‌ای درخشید. این اولین باری بود که از آب برای شناسایی ذره‌ای به نام "آنتی‌نوترینو" استفاده شد؛ ذره‌ای که از یک رآکتور هسته‌ای در فاصله بیش از ۲۴۰ کیلومتری منشأ گرفته بود. این کشف بزرگ می‌تواند به پیشرفت‌های چشمگیری در تحقیقات نوترینو و فناوری‌های نظارتی که از مواد ارزان، ایمن و در دسترس استفاده می‌کنند، منجر شود.

در این فرآیند، یک نوترون به پروتون، الکترون و آنتی‌نوترینو تبدیل می‌شود. این آنتی‌نوترینو سپس با یک پروتون واکنش داده و یک پوزیترون و یک نوترون ایجاد می‌کند؛ واکنشی که به "فروپاشی بتای معکوس" شناخته می‌شود.

برای شناسایی این واکنش‌ها، مخازن بزرگ مایع که با لوله‌های فوتومولتی‌پلایر (برای شناسایی نور بسیار کم) پوشیده شده‌اند، به‌کار گرفته می‌شوند. این مخازن به‌دنبال تابش چرنکوف، که زمانی اتفاق می‌افتد که ذرات باردار سریع‌تر از نور در مایع حرکت کنند، سیگنال‌ها را ثبت می‌کنند.

آنتی‌نوترینو‌ها به‌طور قابل‌توجهی در نیروگاه‌های هسته‌ای تولید می‌شوند، اما انرژی کمی دارند و به همین دلیل شناسایی آنها دشوار است.

در این میان، آزمایشگاه SNO+، که در عمق بیش از ۲ کیلومتری زیر زمین قرار دارد، سیگنال‌هایی بسیار حساس از این ذرات را ثبت کرد. در سال ۲۰۱۸، زمانی که این آزمایشگاه در حال کالیبراسیون بود، از آب فوق‌العاده خالص برای آزمایش استفاده شد.

در بررسی داده‌های جمع‌آوری‌شده طی ۱۹۰ روز در این دوره، شواهدی از فروپاشی بتای معکوس مشاهده شد. این یافته نشان می‌دهد که آشکارساز‌های مبتنی بر آب می‌توانند برای نظارت بر تولید توان نیروگاه‌های هسته‌ای به‌کار گرفته شوند.

این تحقیق در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.

انتهای پیام/