Niemieccy uczeni otwierają drogę do niezależnej metody monitorowania rdzenia reaktorów

Badanie widma antyneutrin emitowanych z produktów rozszczepienia uranu-238 otwiera drogę do niezależnego monitorowania rdzenia reaktora z zewnątrz zbiornika ciśnieniowego przy pomocy nowej generacji małych detektorów antyneutrin, głoszą niemieccy naukowcy.

Uczeni z Technische Universität München (TUM) wykonali zwieńczony sukcesem pomiar całkowitego widma antyneutrin emitowanych z produktów rozszczepienia U-238.

Już w roku 1980 zmierzono i poznano widma antyneutrin emitowanych z produktów rozszczepienia trzech podstawowych izotopów paliwowych – uranu-235, plutonu-239 i plutonu-241. Widmo antyneutrin pochodzących z czwartego, odpowiedzialnego za 10% strumienia antyneutrin emitowanych z reaktora – uranu 238 – pozostawało jednak nieznane. Dotychczas dysponowano jedynie bardzo przybliżonymi obliczeniami teoretycznymi, znacząco ograniczającymi dokładność przewidywań ostatecznego widma antyneutrin.

Fizycy z TUM twierdzą, że zapełnili tę lukę dzięki wykorzystaniu neutronów prędkich do pomiarów całkowitego widma neutrin emitowanych z produktów rozszczepienia U-238.

Zdaniem uczonych, pomiar widma antyneutrin emitowanych z reaktora umożliwia precyzyjne określenie, czy działa on zgodnie ze standardami ustalonymi przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej (IAEA), a przede wszystkim, czy używany materiał rozszczepialny nie może zostać wykorzystany w nielegalnych programach broni jądrowej.

Układ eksperymentalny, umożliwiający znalezienie brakującego widma neutrin pochodzących z produktów rozszczepienia U-238 został zaprojektowany przez kierownika grupy fizyki cząstek elementarnych i astrofizyki na Technische Universität München – Nilsa Haag’a. Pomiar został wykonany w laboratorium Heinz Maier Leibnitz Neutron Research Faclility, dysponującym źródłem prędkich neutronów.

Zdaniem naukowca widmo antyneutrin może być wykorzystywane do monitorowania statusu, wydajności, a nawet składu paliwa reaktora jądrowego. Wynik uzyskany przez grupę Haag’a otwiera drogę do wyznaczenia z dużą dokładnością oczekiwanego widma antyneutrin emitowanych z reaktora.

Oznacza to, że detektory neutrin mogłyby zostać wykorzystane przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej do kontroli materiałów rozszczepialnych w reaktorach jądrowych. Jednym z obowiązków IAEA jest monitorowanie obiektów jądrowych pod kątem nierozprzestrzeniania materiałów rozszczepialnych. Niestety z powodu ograniczeń technologicznych agencja musi niejednokrotnie polegać na deklaracjach złożonych przez owe jednostki.

Zdaniem naukowców z TUM możliwe jest skonstruowanie i zastosowanie małych detektorów neutrin, o rozmiarach jednego metra sześciennego, analizujących widmo neutrin emitowanych z rdzenia reaktora z odległości ok. 10 metra.

W projekcie sfinansowanym przez US National Nuclear Security Administration’s Office of Nonproliferation Research and Development naukowcy z Lawrence Livermore and Sandia zaprojektowali detektor, który ciągle i precyzyjnie monitoruje widmo antyneutrin emitowanych w ciągu jedno lub dwuletniego cyklu paliwowego z standardowego reaktora wodno-ciśnieniowego.

Więcej szczegółów można znaleźć na stronie: www.tum.de/en/about-tum/news/press-releases/short/article/31486

Szczegóły dotyczące US Lawrence Livermore and Sandia znajdują się pod adresem: www.llnl.gov/str/JulAug08/pdfs/07.08.4.pdf

NucNet

NucNet jest niezależną, światową agencją informacyjną skierowaną do branży nuklearnej. NucNet prowadzi serwis internetowy, w którym publikowane są bieżące informacje dotyczące przemysłu jądrowego, w szczególności poświęcone aspektom bezpiecznej eksploatacji obiektów jądrowych oraz stosowania źródeł promieniotwórczych. NucNet został założony w 1990 roku przez Europejskie Towarzystwo Nukleoniczne jako odpowiedź na wzrastające zapotrzebowanie na rzetelną i szybką informację o energetyce jądrowej.

Serwis internetowy: www.nucnet.org
Facebook: NucNet
Twitter: @NucNetNews

Skomentuj

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *