Patrick Huber, een professor in de Virginia Tech Department of Physics, is co-auteur van een artikel dat het mogelijke gebruik en de beperkingen van antineutrino-detectoren voor nucleaire veiligheidstoepassingen met betrekking tot reactoren beschrijft, Verbruikte brandstof, en explosiebewaking.

Het artikel verschijnt in het laatste nummer van Beoordelingen van Moderne Natuurkunde . In de krant, de wetenschappers beoordelen de huidige en verwachte gereedheid van verschillende op antineutrino gebaseerde monitoringtechnologieën. Hubers co-auteurs zijn onder meer Adam Bernstein en Nathaniel Bowden, natuurkundigen van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), onderdeel van de Universiteit van Californië, Berkeley; evenals Bethany Goldblum, ook van U. C. Berkeley; Igor Jovanovic, van de Universiteit van Michigan; en John Mattingly, van de staatsuniversiteit van North Carolina.

In de krant, Huber en cohorten beweren dat een klein deeltje hulp kan bieden voor een groot probleem:de dreiging van nucleaire proliferatie. "Al meer dan zes decennia, wetenschappers hebben instrumenten ontwikkeld voor fundamentele fysica die antineutrino's kunnen detecteren, deeltjes die geen elektrische lading hebben, bijna geen massa en gemakkelijk door materie heen gaan, zei het team. "Antineutrino's worden in grote hoeveelheden uitgestoten door kernreactoren, en sinds de jaren 70, wetenschappers hebben overwogen om antineutrino-detectie om te zetten in een hulpmiddel voor nucleaire veiligheid."

Met vorderingen van wetenschappers van LLNL en andere instellingen, onderzoekers komen dichter bij het inzetten van technologie om deze subatomaire deeltjes van kerncentrales op lange afstanden op afstand te volgen. Een dergelijke doorbraak zou hen in staat stellen internationale autoriteiten te waarschuwen voor de illegale productie van plutonium, een belangrijk materiaal voor kernwapens. Het zou ook kunnen helpen bij de verificatie van bestaande en geplande verdragen die de productie van kernwapenmaterialen wereldwijd willen beperken.

antineutrino's, de antimaterie-tegenhanger van neutrino's, worden geproduceerd in kerncentrales wanneer de splijtstoffen van uranium en plutonium uiteenvallen, splijtingsproducten creëren die daarbij antineutrino's uitstoten.

"Op korte afstand van een reactor, antineutrino's maken het mogelijk het plutoniumgehalte en de productiesnelheid te meten, " zei Huber, directeur van het Center for Neutrino Physics aan de Virginia Tech en een lid van de Virginia Tech College of Science faculteit. "Deze mogelijkheid zou garanties op hoog niveau bieden voor naleving van het verdrag, terwijl het minder opdringerig is voor de faciliteit."

De studie werd geïnitieerd als onderdeel van een lopende onderzoeksinspanning onder leiding van LLNL en ondersteund door het Office of Defense Nuclear Non-proliferation Research and Development van de National Nuclear Security Administration. Huber en team beweren dat vooruitgang in de toegepaste antineutrino-fysica het potentieel heeft om het bestaande Verdrag inzake de niet-verspreiding van kernwapens te versterken, dat een kader biedt om het vreedzame gebruik van nucleaire technologie te vergemakkelijken en tegelijkertijd de risico's van kernwapenproliferatie te verminderen door middel van veiligheidscontroles, toezicht houden, en verificatie.

In hun krant de onderzoekers zien potentieel voor drie toepassingen van antineutrino-technologie:monitoring van nabije kernreactoren, monitoring in het verre veld, en monitoring van verbruikte splijtstof. Ze concluderen dat antineutrino-technologie die binnen een straal van ongeveer 100 meter van een kernreactor is gestationeerd, ervoor kan zorgen dat landen geen voor wapens bruikbaar materiaal maken en omleiden onder de dekmantel van civiele energieproductie. Door de hoeveelheid geproduceerde antineutrino's gedurende een bepaalde periode te meten, het is mogelijk om de hoeveelheid plutonium of uranium in een reactor bij benadering te kwantificeren.

Op het gebied van far-field monitoring, de onderzoekers zeiden ook dat technologie voor het detecteren van kernreactoractiviteit bij ontdekking of uitsluiting op afstanden van 120 mijl mogelijk is. Een derde toepassing voor antineutrino-technologie om omleiding van materiaal te detecteren, zou kunnen zijn om de verbruikte splijtstof te controleren die is gebruikt om kernreactoren te laten werken.

Verschillende auteurs van het artikel zijn betrokken bij pogingen om antineutrino-detectietechnologie te bevorderen.