14 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.
