Нейтрино можуть розкрити таємниці ядерної зброї

30 січня 2026 р. 01:55

30 січня 2026 р. 01:55

Дослідники з Лос-Аламоської національної лабораторії пропонують використовувати детектори нейтрино для непрямого вивчення характеристик ядерної зброї, імітуючи вибухи за допомогою імпульсних реакторів розщеплення.

Ідея ґрунтується на властивостях «нейтрино» — субатомних частинок, що майже не взаємодіють з матерією і масово утворюються під час ядерного поділу . Саме ця проникність робить їх цінним носієм інформації про перебіг реакції. Команда з Los Alamos National Laboratory досліджує, чи може детектор на основі «оберненого бета-розпаду» фіксувати корисні сигнали від імпульсів розщеплення без проведення вибухових випробувань.

Після припинення ядерних тестів у 1992 році оцінка ефективності зброї спирається переважно на моделювання. Водночас антинейтрино , що виникають під час поділу, несуть прямий відбиток параметрів реакції. «Завдяки значним удосконаленням у технологіях детекції нейтрино ідея використання нейтрино як діагностичного інструменту стала реальністю» , — зазначає Річард Ван де Ватер, провідний дослідник проєкту. «Вони можуть стати новим доповнювальним інструментом для науки національної безпеки» .

Дослідники змоделювали гіпотетичну ядерну подію та розрахували спектр антинейтрино , поєднавши його з імовірностями взаємодії в детекторі. Результати показали, що IBD-детектор здатний зареєструвати достатню кількість подій навіть на відстані кількох кілометрів, аби отримати значущі діагностичні дані .

Для практичної перевірки концепції команда пропонує використовувати імпульсні реактори розщеплення , які створюють короткі надкритичні сплески. Одним із кандидатів є 1-мегаватний реактор TRIGA в Texas A&M University , здатний працювати в імпульсному режимі. Дані з такого стенда можуть уточнити моделі, зменшити невизначеності в базах виходів розпаду та перевірити припущення фізики зброї.

Проєкт має історичне підґрунтя: у 1950-х роках фізики Клайд Коуен і Фредерік Рейнс вперше запропонували виявляти нейтрино під час ядерних випробувань. З практичних причин вони перейшли до реактора, що зрештою привело до першого підтвердженого виявлення нейтрино у 1956 році .

Запропонований детектор ?FLASH базується на установці Coherent CAPTAIN-Mills у Лос-Аламоському центрі нейтронної науки. Моделювання свідчить, що така система може вперше зафіксувати антинейтрино від імпульсних подій . Окрім прикладних задач, установка відкриває можливості для фундаментальної фізики — пошуку стерильних нейтрино , аксіонів та пояснення аномалій реакторних спектрів.

Автори підкреслюють, що коротка імпульсна структура і відповідний енергетичний діапазон надають експериментальні переваги, недоступні стаціонарним реакторам. Дослідження опубліковане в журналі Review of Scientific Instruments і демонструє, як нейтринна діагностика може одночасно просунути національну безпеку та фундаментальну науку.

Технології