Заглянуть в реактор. Новый детектор антинейтрино для мониторинга АЭС

Российские и белорусские исследователи создали уникальный детектор антинейтринного излучения, способный регистрировать как гамма-излучение, так и нейтроны. Этот детектор, разработанный на основе двух светоизлучающих материалов, откроет новые возможности для безопасного мониторинга атомных реакторов и может стать важным инструментом в атомной отрасли.

Новый фосвич-детектор, названный так по аналогии с английскими словами "phosphor" и "sandwich", объединяет слои пластика и силиката лития кальция. Пластик здесь выполняет роль мишени, насыщенной протонами, для фиксации антинейтрино. В редких случаях эти частицы вступают во взаимодействие с протонами, вызывая так называемый обратный бета-распад, при котором выделяются позитрон и нейтрон. Позитрон аннигилирует, выделяя гамма-кванты, а нейтрон регистрируется благодаря силикату лития кальция, вступающему в реакцию с атомами лития.

В ходе эксперимента детектор облучали гамма-квантами и нейтронами, что позволило оценить его способность распознавать два типа излучений по времени их высвечивания. Как показали результаты, пластик точно фиксировал гамма-излучение, тогда как нейтроны регистрировались силикатом лития кальция. Эта разница в реакции двух компонентов позволила исследователям значительно повысить точность регистрации событий, связанных с антинейтрино.

Такой метод регистрации позволяет создать компактные детекторы, работающие по схеме совпадений, что особенно важно для задач дистанционного мониторинга атомных реакторов. Применение антинейтринного метода обеспечивает нефальсифицируемый способ контроля состояния реактора, позволяя дистанционно фиксировать внутренние процессы.

Кроме того, новый детектор даёт возможность одновременно фиксировать альфа- и бета-излучения, что может быть полезно для дозиметрии и других направлений радиационной безопасности.

Источник: Курчатовский институт.