Met de hulp van wetenschappers van de Universiteit van Sheffield is een grootschalig onderzoeksproject tussen het VK en de VS gestart om bestaande onderzoekstechnieken voor deeltjesfysica te benutten om kernreactoren op afstand te monitoren.

Naar verwachting operationeel vanaf 2022 na toekenning van nieuwe financiering van bijna £ 10 miljoen van het nieuwe Fonds voor internationale samenwerking van het VK voor onderzoek en innovatie, het Advanced Instrumentation Testbed (AIT) project 6, Een detector van 500 ton zal de onschadelijke subatomaire deeltjes meten, antineutrino's genaamd, die worden uitgezonden door een bestaande kerncentrale op 25 kilometer afstand.

Het project zal testen of de techniek in de toekomst kan worden opgeschaald voor monitoring op grotere afstand van nucleaire sites. Indien succesvol, dit zou de wereldwijde veiligheid kunnen verbeteren. Een beter begrip van neutrino's en antineutrino's zou ook helpen bij het oplossen van enkele van de mysteries rond de schepping van het universum.

De AIT-detector heet WATCHMAN, een acroniem voor de WATer CHerenkov Monitor van ANTineutrinos.

Het zal 1,1 kilometer onder de grond worden gebouwd in de ICL Boulby-mijn in Noord-Yorkshire - de diepst werkende mijn in Europa. AIT-WATCHMAN wordt ondersteund door het Boulby Underground Laboratory, een bestaande multidisciplinaire diepe ondergrondse wetenschappelijke faciliteit die wordt geëxploiteerd door de Britse Science and Technology Facilities Council (STFC).

Overvloedig in het hele universum, en gecreëerd door onze eigen zon en andere sterren, neutrino's behoren tot de moeilijkste fundamentele deeltjes om te bestuderen, omdat ze geen elektrische lading dragen en zelden interageren met gewone materie. Het bestuderen van de eigenschappen van neutrino's en antineutrino's is een belangrijk onderdeel van breder natuurkundig onderzoek naar de oorsprong van het universum, vooral de schijnbare onbalans tussen materie en antimaterie.

Professor Mark Thomson is uitvoerend voorzitter van de Science and Technology Facilities Council en houdt toezicht op de Britse oplevering van het project. Hij zei:"Het VK en de VS hebben een lange geschiedenis van wetenschappelijke samenwerking, vooral bij het vertalen van de technieken die worden gebruikt voor fundamentele wetenschap om problemen in de echte wereld op te lossen.

"Dit project zal niet alleen helpen om de wereldwijde veiligheidssamenwerking te verbeteren, het zal ook een impuls geven aan gezamenlijke onderzoeksinspanningen naar neutrino's en antineutrino's - onderzoek dat zou kunnen helpen bij het oplossen van enkele mysteries rond het ontstaan ​​van het universum."

Sinds 2016, de Universiteit van Sheffield is de belangrijkste academische instelling van het VK geweest voor het AIT-WATCHMAN-project. Natuurkundigen van de Universiteit van Sheffield hebben samengewerkt met medewerkers van de universiteiten van Edinburgh en Liverpool, evenals de nationale defensie- en veiligheidsdiensten, inclusief de Atomic Weapons Establishment, op het AIT-WATCHMAN-project.

Dr. Matthew Malek van de Universiteit van Sheffield is de academische hoofdonderzoeker voor het VK. Dr. Malek zei:"Het mooie van AIT-WATCHMAN is dat het ons in staat stelt om op zoveel niveaus meer over het universum te leren, en steunt tegelijkertijd een innovatief non-proliferatieprogramma. We zullen een van de fundamentele bouwstenen van de natuur bestuderen, het neutrino, en we zullen het gebruiken om te zoeken naar supernova's in andere delen van onze melkweg.

"Tegelijkertijd, we ontwikkelen nieuwe technieken die een positieve impact zullen hebben op Groot-Brittannië en de rest van de wereld."

Dr. Adam Bernstein van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Californië is de projectdirecteur van AIT-WATCHMAN. Hij zei:"De ICL-Boulby-site voor AIT, met de nabijheid van een bestaand reactorcomplex, is de ideale locatie voor ons experiment.

"WATCHMAN en AIT geven de natuurkundige en non-proliferatiegemeenschappen een zeldzame kans om samen te werken om neutrinodetectie te gebruiken voor het praktische doel van niet-intrusief toezicht op kernreactoren."

Professor Sean Paling is Honorary Professor aan de University of Sheffield en tevens directeur van het bestaande STFC Underground Science Laboratory in de ICL Boulby Mine. Professor Paling voegde toe:"Het is geweldig dat dit onderzoeksproject van wereldklasse naar het VK en de Noordoost-regio komt. Boulby is een speciale plaats voor wetenschap in het VK en ondersteunt al een reeks zuivere en toegepaste wetenschappelijke studies, van astrofysica tot onderzoek naar het leven op aarde en daarbuiten.

"Dit nieuwe project zal het bestaande programma aanvullen en verbeteren en de positie van het laboratorium in de internationale wetenschappelijke gemeenschap vergroten."