13:48 2023-03-28
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Noua metoda de detectare a neutrinilor folosind apa
_ Nouă metodă de detectare a neutrinilor folosind apă
Cercetarea publicată în revista Physical Review Letters, condusă de o echipă internațională de oameni de știință, inclusiv Joshua Klein, profesor cu termen Edmund J. și Louise W. Kahn la Școala de Arte și Științe, a dus la un revoluție în detectarea neutrinilor.
Experimentul internațional de colaborare cunoscut sub numele de Observarea Neutrinilor Sudbury (SNO+), situat într-o mină din Sudbury, Ontario, la aproximativ 240 km (aproximativ 149,13 mi) de cel mai apropiat reactor nuclear, a detectat particule subatomice, cunoscute sub numele de antineutrini, folosind apă pură. Klein observă că experimentele anterioare au făcut acest lucru cu un scintilator lichid, un mediu asemănător uleiului care produce multă lumină atunci când particulele încărcate, cum ar fi electronii sau protonii, trec prin el.
„Având în vedere că detectorul trebuie să fie La 240 km, aproximativ jumătate din lungimea statului New York, departe de reactor, sunt necesare cantități mari de scintilatoare, ceea ce poate fi foarte scump”, spune Klein. „Deci, munca noastră arată că ar putea fi construite detectoare foarte mari pentru a face acest lucru doar cu apă.”
Klein explică că neutrinii și antineutrinii sunt particule subatomice minuscule care sunt cele mai abundente particule din univers și sunt considerate fundamentale. blocuri de construcție ale materiei, dar oamenii de știință au avut dificultăți în a le detecta din cauza interacțiunilor lor rare cu altă materie și pentru că nu pot fi protejate, ceea ce înseamnă că pot trece prin orice și orice. Dar asta nu înseamnă că sunt dăunători sau radioactivi: aproape 100 de trilioane de neutrini trec prin corpurile noastre în fiecare secundă fără o notificare prealabilă.
Aceste proprietăți, totuși, fac și aceste particule evazive utile pentru înțelegerea unei game de efecte fizice. fenomene, cum ar fi formarea universului și studiul obiectelor astronomice îndepărtate, și ele „au aplicații practice, deoarece pot fi folosite pentru a monitoriza reactoarele nucleare și pot detecta activitățile nucleare clandestine”, spune Klein.
În timp ce neutrinii sunt de obicei produși prin reacții de înaltă energie, cum ar fi reacțiile nucleare în stele, cum ar fi fuziunea hidrogenului în heliu în soare, în care protonii și alte particule se ciocnesc și eliberează neutrini ca produs secundar, antineutrinii, spune Klein, sunt de obicei produși artificial. „de exemplu, reactoare nucleare, care, pentru a diviza nucleele atomice, produc antineutrini ca urmare a descompunerii beta radioactive din reacție”, spune el. „Ca atare, reactoarele nucleare produc cantități mari de antineutrini și îi fac o sursă ideală pentru studiul lor.”
„Așadar, monitorizarea reactoarelor prin măsurarea antineutrinilor lor ne spune dacă sunt pornite sau oprite”, spune Klein. , „și poate chiar și ce combustibil nuclear ard.”
Klein explică că un reactor dintr-o țară străină ar putea fi, prin urmare, monitorizat pentru a vedea dacă acea țară trece de la un reactor generator de energie la unul care este realizarea de materiale de calitate pentru arme. Evaluarea numai cu apă înseamnă că ar putea fi construite o serie de reactoare mari, dar ieftine, pentru a se asigura că o țară își respectă angajamentele într-un tratat privind armele nucleare, de exemplu; este un mâner pentru asigurarea neproliferării nucleare.
„Antineutrinii reactorului au o energie foarte scăzută și, prin urmare, un detector trebuie să fie foarte curat chiar și de urme de radioactivitate”, spune Klein. „În plus, detectorul trebuie să poată „declanșa” la un prag suficient de scăzut pentru ca evenimentele să poată fi detectate.”
El spune că, pentru un reactor la o distanță de până la 240 km, este deosebit de important ca reactorul conține cel puțin 1.000 de tone de apă. SNO+ a îndeplinit toate aceste criterii.
Klein merită foștilor săi stagiari Tanner Kaptanglu și Logan Lebanowski pentru că au condus acest efort. În timp ce ideea acestei măsurători făcea parte din teza de doctorat a lui Kaptanglu, Lebanowski, un fost cercetător postdoctoral, a supravegheat operația.
„Cu grupul nostru de instrumente aici, am proiectat și construit toată electronica de achiziție a datelor și am dezvoltat sistemul de „declanșare” al detectorului, ceea ce a permis SNO+ să aibă un prag de energie suficient de scăzut pentru a detecta antineutrinii din reactor. „
Comentarii:
Adauga Comentariu