«Предотвратить второй Чернобыль»: российский детектор нейтринного излучения испытают на АЭС

Российские учёные создали и успешно испытали сенсор нейтринного излучения РЭД-100. Он предназначен для дистанционного мониторинга процессов внутри реакторов атомных электростанций и вскоре будет испытан на Калининской АЭС в Тверской области. Об этом в беседе с RT рассказал руководитель проекта РЭД-100, заведующий межкафедральной лабораторией экспериментальной ядерной физики НИЯУ МИФИ Александр Болоздыня.

Ядерные реакции приводят к образованию большого количества нейтрино. Эти бесструктурные элементарные частицы ещё недостаточно изучены. Известно, что они безвредны для живых организмов, с лёгкостью проходят сквозь тело человека и предметы и с трудом поддаются регистрации.

Самый мощный источник нейтрино — это Солнце, однако потоки этих частиц также производят действующие атомные реакторы. Поскольку нейтрино не может остановить никакая защита, они беспрепятственно проходят сквозь бетонную и свинцовую защиту АЭС наружу. По анализу нейтринного излучения можно понять, что происходит в центре активной зоны реактора, и даже выявить изотопный состав ядерной реакции, отмечает Болоздыня.

• Внешний вид установки РЭД-100
• © Александр Болоздыня

Как рассказал Александр Болоздыня, РЭД-100 был сконструирован в Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ для регистрации нейтринного излучения и последующего создания портативных приборов на основе этого сенсора.

В создании и испытании детектора приняли участие российские учёные из нескольких институтов, в том числе из Курчатовского института, МФТИ, ОИЯИ и других. Работу исследователей поддержал Российский научный фонд.

РЭД-100 — это сверхчувствительный детектор нового поколения, в котором в качестве рабочей среды используется 200 кг жидкого ксенона, помещённого в титановый криостат. Взаимодействие нейтрино с атомным ядром ксенона приводит к ионизации среды и появлению нескольких свободных электронов, которые вызывают сильное свечение газа, поэтому его легко зарегистрировать.

По словам учёного, существующие детекторы нейтрино обладают гигантскими размерами — для их перевозки нужен целый поезд. Компактность РЭД-100 является серьёзным преимуществом разработки — приборы на его основе можно с лёгкостью уместить в грузовик. Этого удалось достичь благодаря новому принципу, открытому учёными совсем недавно.

«Наш детектор маленький, но очень чувствительный. В основе его работы лежит новый физический эффект, открытый в 2017 году, — эффект упругого рассеяния нейтрино на тяжёлых ядрах. Ранее для регистрации нейтринного излучения его никто не использовал», — сказал Болоздыня.

• Команда создателей РЭД-100
• © Александр Болоздыня

Как сообщил исследователь, разработка уже привлекла внимание руководства Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ). Чиновников, контролирующих работу АЭС по всему миру, заинтересовала возможность эффективного дистанционного мониторинга работы реакторов.

«С помощью приборов на базе РЭД-100 сотрудники МАГАТЭ могли бы отслеживать работу атомных электростанций где-нибудь в Пакистане или в условном Иране, не проникая на территорию АЭС. В любом работающем реакторе происходит изменение его изотопного состава. Наш сенсор может обнаружить извлечение, например, плутония-239, который нарабатывается реакторами и может использоваться для создания ядерного оружия», — сообщил Болоздыня.

В целом приборы на базе нового сенсора должны повысить безопасность АЭС, так как с их помощью можно контролировать нормы эксплуатации реакторов, отметил создатель детектора.

«С помощью РЭД-100 можно будет отслеживать нормальный ход работы реактора. Приборы на основе детектора можно будет использовать как дополнительное средство контроля за ходом ядерной реакции, что имеет большое значение для повышения безопасности атомной энергетики. Мы сможем предотвратить второй Чернобыль, вторую Фукусиму», — заявил учёный.

Лабораторные испытания подтвердили работоспособность РЭД-100, утверждает исследователь. С помощью детектора можно регистрировать излучение Солнца и космические лучи, однако его основное применение — регистрация реакторных нейтрино. Первые испытания РЭД-100 на Калининской АЭС в Тверской области намечены на 2020 год.

• Калининская АЭС
• © Wikipedia