„Тяхната задача е да се научат как да определят „здравословното състояние“ на ядрен реактор, без да гледат вътре, само по потока антинеутрино, идващ от недрата на енергоблока“, казва Иван Семьонов, главен редактор на телевизионен канал „Наука“.

И още един чисто теоретичен проблем, който учените решават с тези детектори: има ли такова неутрино във Вселената, което изобщо не може да бъде открито? Това са така наречените „стерилни неутрино“.

С детайлите на тази работа и резултатите от изследванията зрителите ще се запознаят във филма от поредицата „Научни сензации“, който сега се подготвя за излъчване.

Програмата ще бъде пусната в близко бъдеще по телевизионния канал „Наука“.

Източник: Тvernews.ru

В АЕЦ „Нововоронеж“ приключи изпълнението на първия, подготвителен етап за изследване на свойствата на неутрино, една от най-често срещаните и същевременно неуловими частици във Вселената, която все още не е достатъчно проучена.

Изследването ще позволи да се разберат основите на физиката, структурата на Вселената, както и да се създаде инструмент за дистанционно наблюдение на работата на ядрен реактор, повишавайки безопасността на атомните електроцентрали.

Проектът е иницииран от Обединения институт за ядрени изследвания (Дубна, Московска област) и Воронежския държавен университет.
За площадка е избран иновативният енергоблок №6 на АЕЦ Нововоронеж, работещ в пилотен режим на 18-месечен горивен цикъл. Модерният енергиен реактор с вода под налягане ВВЕР-1200 е най-мощният източник на неутрино на Земята, излъчващ около 600 квинтилиона неутрино в секунда.

Група московски и воронежски физици, заедно със служители на Отдела за ядрена безопасност и надеждност, Цеха за топлинна автоматизация и измерване на НВ АЕЦ, измерват фоновите условия на различни технологични помещения на АЕЦ в продължение на две години, от 2020 г.

С помощта на специален мюонен телескоп, разработен в Обединения институт за ядрени изследвания и пропорционален брояч с нисък фон, бяха избрани редица обекти, където се планира да се осъществи вторият етап от проекта и да се монтира основното изследователско оборудване за изучаване на неутрино излъчване и космически лъчи.

На следващия етап от работата се планира да се инсталират високочувствителни детектори в АЕЦ, които да следят потока неутрино, както и бета, гама и неутронен фон.
Освен това ще създадем 3D анализатор на фона на космическата радиация“, каза Евгений Якушев, ръководител на отдел в Обединения институт за ядрени изследвания.

Преди това учените изследваха фоновите условия в изследователски центрове в Дубна (Московска област), Лион, Гренобъл и лабораторията LSM във Франция. След оценка на данните те стигнаха до извода, че днес условията в АЕЦ Нововоронеж са сред най-атрактивните от разглежданите в света.

„Нашите инженери участват активно в този уникален и обещаващ проект. Създаването на научноизследователска база от световна класа в АЕЦ Нововоронеж може да стане основа за обучение на научни кадри, да отвори нови хоризонти за човечеството. Тази работа ще помогне да се намерят отговори на много въпроси от фундаменталната и ядрена физика“, каза Евгений Голубев, началник на отдел „Ядрена безопасност и надеждност“ в НВ АЕЦ.

Източник: http://www.energyland.info/news-show-tek-atom-226844

Принципът на действие се основава на еластично кохерентно разсейване, открито преди три години.
Устройството може дистанционно да провери изотопния състав на горивото в активната зона и да определи дали АЕЦ не се използват за наработване на плутоний с оръжейно качество.

Какво не можете да скриете в реактора

Неутриното има висока проникваща сила – то лесно преминава през бетонна защита и оборудване.
Детектор, който записва потоците на тези частици, може да наблюдава процесите, протичащи в активната зона от разстояние.
Това означава, че въз основа на разработката на МИФИ е възможно да се направи мобилен детектор на неутрино: да се закара с камион до сградата на реактора и да се провери режимът на експлоатация.

От  новостта вече се интересува МААЕ, която наблюдава изпълнението на международния договор за неразпространение на ядреното оръжие.
„С помощта на прибори базирани на RED 100 служителите на агенцията могат да наблюдават работата на блоковете някъде в Пакистан, без да навлизат в територията на АЕЦ“, отбелязва Александър Болождиня, ръководител на лабораторията за експериментална ядрена физика в МИФИ.

Методът за регистриране на частици с помощта на двуфазен емисионен детектор е предложен от учени от МИФИ преди около 50 години.
В целия свят само няколко инсталации, които търсят тъмна материя, работят на този принцип. Всички те са разположени дълбоко под земята, а руският емисионен детектор, RED-100, ще бъде на повърхността.
В допълнение, специалистите от МИФИ са първите, които използват ефекта на еластично кохерентно разсейване на неутрино от тежки ядра.

Детекторът за неутрино в института е проектиран през 2015 година. Тогава беше планирано да се проведе експеримент на мощния ускорителен източник на неутрино Spallation Neutron Source (SNS) в Националната лаборатория Oak Ridge в САЩ. Но плановете се промениха и при изследването беше използван друг детектор.
През 2017 г. с него е регистрирано еластично кохерентно разсейване на неутрино. Това явление е предсказано през 1973 г. от американския физик Дейвид Фридман.

Такова взаимодействие на неутрино с ядра се случва много по-често от другите. Въпреки това не беше възможно да се регистрира явлението в продължение на много години.
При експериментите с ускорители детекторите улавят смес от три вида неутрино, така че беше трудно да се разбере в детайли как протича взаимодействието.

Изпитанията на РЭД‑100 ще се проведат в реактор, който произвежда само един вид неутрино – електронни.
През февруари 2019 г. учените проведоха лабораторни тестове, предстои инсталиране на устройството в Калининската АЕЦ за продължаване на експериментите.

„Ако успеем, сме изправени пред перспективата да създадем удобни и ефективни средства за независим мониторинг на състоянието и изотопния състав на активната зона, които се променя във всеки работещ реактор.
Работата е от голямо значение за подобряване на безопасността на ядрената енергия “, добавя Александър Болождиня.

Трима срещу стандартния модел

RED 100 няма да бъде първият детектор на неутрино в Калиинската АЕЦ. В централата бяха организирани три експеримента: GEMMA на втори енергоблок, vGeN на трети и DANSS на четвърти. Всичките се извършват от специалисти от Обединения институт за ядрени изследвания – Дубна.

GEMMA е проект за измерване на магнитния момент, един от най-слабо проучените параметри на антинеутриното.

Експериментът vGEN е насочен към регистриране на кохерентно еластично неутринно разсейване и, подобно на GEMMA, на магнитния момент.

Експериментът DANSS се провежда в АЕЦ „Калинин“ от 2016 г.
Мисията на DANSS е да намери стерилни неутрино.

За подробности отворете хиперлинка в текста.

Това ще бъде най-големият неутрино детектор в света. Резервоарът от неръждаема стомана на Hyper-Kamiokande ще бъде напълнен с 1 милиард литра вода (обемът на резервоара на сегашния японски детектор Super-Kamiokande е 20 пъти по-малък) и ще бъде оборудван с фотоумножители, които улавят слабите светкавици, които се появяват, когато неутрино се сблъскват с атоми във водата, предизвиквайки излъчване на високоскоростни заредени частици.

Огромните размери на „Хипер-Камиоканде” ще позволят да се открие безпрецедентно количество неутрино, излъчвано от различни източници, включително космически лъчи, Слънце, свръхнови и неутрино, създадени от ускорители.

Освен това, ако във водата стане самопроизволен разпад на протони в атомните ядра, детекторът ще фиксира това революционно откритие, което ще доближи учените до разбирането на произхода на материята във Вселената.
Планира се експериментите на „Hyper-Kamiokand” да започнат през 2027 година.

Подробности на: http://strana-rosatom.ru/2020/05/15/%D0%B8%D0%B7-

Иновативният енергоблок № 6 на Нововоронежската АЕЦ с реактор

Изучаването на уникалните свойства на неутрино представлява голям интерес за фундаменталната физика – ще помогне да се разберат основите на физиката, структурата на Вселената.
Изследванията на неутрино са важни и за ядрената физика. В бъдеще те могат да служат като инструмент за дистанционно наблюдение на работата на ядрения реактор.

В рамките на месец група физици от Дубна, заедно със служители на отдела за ядрена безопасност и надеждност, цеха за топлинна автоматика и измервания (ТАИ) на НВАЕЦ, извършваха подготвителна работа – измерваха фоновите условия на помещенията в енергоблок №6 за евентуално по-нататъшно проучване на неутриното в НВАЕЦ“.

„В хода на изследването установихме, че в едно от помещенията има много атрактивни условия – нисък фон за изследване на свойствата на неутрино, които са едни от най-добрите условия в света.
Конструктивните материали на реактора служат като добра защита срещу космическото излъчване. Не е установено влияние на ядрения реактор върху нивото на радиационния фон.

Потокът от космическите мюони е 7 пъти по-нисък, отколкото на повърхността, потокът от топлинни неутрони е 33 пъти по-нисък, а бързите неутрони са 25 пъти по-ниски, отколкото в нормална лабораторна зала извън централата“, каза старши наученият сътрудник от Обединения институт за ядрени изследвания (ОИЯИ) Алексей Любашевски.

Измерванията в НВАЕЦ ще позволят на физиците от Дубна да определят точните параметри на помещението за бъдещите изследвания, а също така ще помогнат за разработването на специална установка за изследвания с най-новите детектори-болометри.

Решението за по-нататъшна работа и окончателния избор на площадката за основната част от изследванията ще вземат учените след задълбочено проучване на всички получени данни. Най-обещаващата площадка за сега, според тях, е Нововоронежската АЕЦ.

„Тези изследвания са много важни. Съвместната работа на нововоронежските ядрени учени и физиците от Дубна ще помогне при подготовката на висококвалифициран персонал, както за руската физична школа, така и за приложни области на науката.
Планираме да привлечем колеги от катедрата по ядрена физика на Воронежския държавен университет“, каза Евгений Голубев, началник на отдел за ядрена безопасност и надеждност на НВАЕЦ.

Източник: http://www.energyland.info/news-show-portal-atom-197545

Учените от руския Национален изследователски център „Курчатовски институт“, заедно с чуждестранните си партньори, предлагат да се проведе експеримент за пускане на лъч неутрино, създаден в ускорителния комплекс У-70 в град Протвино към детектора ORCA в Средиземно море.

Неутринният лъч ще пропътува рекордните за подобни опити 2600 км. Той ще премине през земните недра, докато не бъде уловен и изследван с детектор.
Резултатите от експеримента ще позволят на учените да научат повече за свойствата на неутриното и да отговорят на много въпроси за строежа на Вселената, в частност да обяснят защо обкръжаващата ни материя доминира над антиматерията.

Физиците от Курчатовския институт са разработили план за новия експеримент P2O (Protvino-to-ORCA), по време на който неутринен лъч с енергия около 5 гигавата ще пропътува през земните недра почти 2600 км, докато не бъде уловен и изследван от детектора ORCA, който се изгражда в Средиземно море на 40 км от крайбрежието на Тулон, Франция.

Подробности на: http://www.atominfo.ru/newsy/z0440.htm

Учените се надяват да забележат високоенергийната, но трудна за откриване частица неутрино, идваща от далечни астрофизични източници. Неутриното почти няма маса, но се движи със скорост, близка до тази на светлината.
Гигантският радиотелескоп за откриване на неутрино (GRAND) ще търси тези неуловими частици, използвайки много висока чувствителност, каквато досега никой телескоп не е имал.

Според първоначалното предложение 10 000 радиоантени ще бъдат монтирани на 10 000 квадратни километри до 2025 г. в тиха местност, вероятно в Китай. След това до 2030 г. ще бъдат разположени още 20 пъти по толкова.
GRAND ще открива и космически и гама лъчи, които си взаимодействат директно със земната атмосфера.
Точките на фиксиране на неутрино, космическо и гама излъчване ще бъдат разположени на склоновете на планините.

Според идеята на учените, детекторите ще проследяват частиците, отразяващи се от повърхността на Земята.
Сътрудничеството по начинанието вече е започнало с разполагането на 35 антени в планинския масив Тяншан в Западен Китай.

Целият проект е на стойност 226 милиона долара.

Много подробности на: https://gizmodo.com/astronomers-propose-huge-new-telescope-system-to-unders-1830074459

Доставката е съответно договора, сключен между В/О „Изотоп“ (официален доставчик на изотопния комплекс на „Росатом“) и Института по ядрена физика „Макс Планк“.

Ако по време на експеримента бъде доказано, че неутриното, което се счита за елементарна частица без маса, има маса и е античастица на себе си, то това обстоятелство ще подложи под съмнение Стандартния модел като основополагащ на физиката и ще доведе до преразглеждането му.

В тази област на научното знание работят едновременно няколко международни екипа, които използват детектори от различни изотопи.
Що се отнася до GERDA, то при експериментите се използват детектори, произведени от особено чист германий, чието обогатяване с изотопа германий-76 се извършва изключително в ЭХЗ. За пръв път германий-76 за проекта GERDA бе разработен от „Електрохимичeски завод“ през 2004-2005 г.

Много интересни подробности на: http://www.ecp.ru/press-centr/news/2017/ehz-postavil-germaniy-76-dlya-mezhdunarodnogo-nauchnogo-eksperimenta-gerda-0

Резултатите са анонсирани в публикуваната статия в престижното между-дисциплинарно списание Nature.

Това много важно постижение е станало възможно благодарение на регистрацията на слънчевите неутрино, които се раждат при ядрените процеси дълбоко в недрата на Слънцето, след което безпрепятствено преминават през дебелината на слънчевото вещество и за малко повече от осем минути достигат до Земята.

Досега всички измервания на слънчевата енергия се основаваха на изучаването на слънчевата фотосфера, тоест познатата на всички слънчева светлина, която осветлява нашето небе и сгрява Земята.

Но енергията, донесена от слънчевата светлина е била произведена от термоядрените процеси преди около 100 хиляди години, което е средното необходимо време за може тя да се промъкне от централните области на слънцето и да достигне до повърхността му.

Сравняването на измерванията от научния колектив Борексино със светлинното излъчване на Слънцето доказват, че енерго-отделянето на Слънцето не се е изменило за исторически продължителен период от време.

Детекторът Борексино, монтиран в подземната лаборатория Гран Сассо на Националния институт по ядрена физика на Италия (INFN), е измервал потока от слънчеви неутрино, образувани от сливането при термоядрената реакция на две водородни ядра с образуване на деутерий. При тази така наречена рр-реакция се образува около 99% от произведената от слънцето енергия.

По-рано с помощта на същия детектор са измервани потоците неутрино от последващи ядрени процеси, но техният дял в производството на слънчевата енергия е много по-малък.

Все пак направените изследвания са имали самостоятелно научно значение, ключово за изучаване на фундаменталните свойства на неутриното – неуловимият член от семейството на елементарните частици.

Самата природа на потоците неутрино, която им позволява да се промъкнат от центъра на Слънцето, създава също и извънредно сложни проблеми с детектирането им тук, на Земята, свързани със създаването на много големи детектори за регистриране само на няколко събития.

Регистрацията на pp-неутрино се оказа даже по-трудна задача поради малката им енергия, фактически най-ниската сред слънчевите неутрино и лежаща в областта на високия природен фон.

При експеримента Борексино е достигнато безпрецедентно ниско ниво на фона, което дава уникалната възможност да се направят такива измервания.

Без съмнение, детекторът Борексино е единствен в света и ще остане такъв още дълго време благодарение на иновационните технологии, използвани при създаването му, които ще позволят да се изучават не само потоците неутрино изпускани от Слънцето, но също и образуващите се в недрата на нашата Земя, и даже от изкуствени радиоактивни източници.

Международният колектив, участващ в експеримента Борексино, включва физици от няколко научни центрове на Европа, Русия и САЩ.

Учените продължават експеримента през следващите 4 години, подобрявайки точността на получените резултати. Те имат и планов за следващи изследвания в областта на физиката на елементарните частици и астрофизиката.

Източник: http://stp.cosmos.ru/index.php?id=1137&tx_ttnews[tt_news]=6546&cHash=372dfcfb1bc0f98c3d1afaba441b45ee

Учените успяха да фиксират неутрино с енергия 1000 пъти превишаваща нивото на енергията на сблъскващите се протони в Големия адронен коллайдер

графично изображение на излъчването, възникнало от сблъскването на неутрино с атом на кислорода

Неутриното, което първите му откриватели нарекоха Голямата Птица (Big Bird), е прелетело през цялата Вселена преди да се сблъска с кислороден атом в гигантската подземна лаборатория IceCube на Южния Полюс.

Неутриното са “призрачни” частици, които с милиарди преминават всяка секунда през нашите тела, като при това, не влизат в каквито и да са взаимодействия с материята.

За да хванат призрачните гости, на учените се е наложило да конструират гигантски детектор, който са монтирали в ледена шахта на дълбочина 1,5 километра.

Неутринният телескоп IceCube е съставен от 5160 фотодиоди. При голям късмет едно от трилионите неутрино, прелитащи през мрака, може да се сблъска в леда кислороден атом.

Тогава се появява светкавица със синя светлина, а също и други видове излъчване, които да бъдат веднага регистрирани от чувствителните сензори в лабораторията. Интензивността и направлението на полученото излъчване позволяват на учените да изчислят нивото на енергията на неутриното.

В продължение на дълъг период от време специалистите в подземната лаборатория не са успели да хванат нито едно неутрино.

Накрая, през ноември миналата година, след редица важни изменения в настройките на апаратурата, учените са хванали две свръх енергийни неутрино (кръстили са ги “Берта” и “Хенри”), а също така 25 други (със значително по-ниски нива на енергията).

Данните за откриването на третото свръх енергийно неутрино, “Голямата Птица”, са били представени в началото на април тази година на конференция на Американското Физично Общество.

Източник: http://naked-science.ru/article/sci/big-bird-neutrino