Что такое антинейтрино?

      Комментарии к записи Что такое антинейтрино? отключены

Что такое антинейтрино?

    Подземный глаз Детектор Borexino расположен в горы Гран-Сассо в Италии и защищен от космических лучей 1400 метрами горной породы (эквивалентно 3,5 км воды). Внешняя емкость со сверхчистой водой защищает от нейтронов и гамма-квантов, излучаемых радиоактивными элементами в составе горных пород. Внутренний количество разделен на три части нейлоновыми оболочками, предотвращающими миграцию радона в сцинтиллятор.
    Две внешние буферные территории заполнены псевдокумолом (1,2,4-триметилбензолом), а внутренний (доверительный) количество — органическим сцинтиллятором, псевдокумолом с маленьким добавлением флуоресцирующего агента (1,5 г/л) 2,5-дифенилоксазола. Взаимодействуя с нейтрино в сцинтилляторе, электроны порождают следы в виде черенковского излучения, которое засекают фотоумножители.

Нейтрино вольно улетают куда угодно, хоть за пределы отечественной Галактики к границам замечаемого космоса. Суперцивилизация с весьма продвинутыми ядерными разработками имела возможность бы найти отечественную планету по ее нейтринному излучению с огромных расстояний. А если бы ее ученые увидели на неспециализированном нейтринном фоне новооткрытого небесного тела еще и точечное излучение от реакторов, они имели возможность бы, пожалуй, заключить , что его жители овладели ядерной энергией.

Как обожают напоминать популяризаторы науки, нейтрино с энергией порядка 1 МэВ вольно прошло бы через слой свинца толщиной в один световой год. По данной причине облучение любыми дозами нейтрино полностью безвредно. Ядерный реактор гигаваттной мощности за одну секунду излучает 1023 антинейтрино, каковые ни для кого не воображают опасности. Их подмечают лишь особые детекторы, отслеживающие режим его работы.

Это необходимо как для оптимизации энергетического выхода, так и для предотвращения несанкционированного извлечения плутония из топливных стержней и его последующего применения в качестве ядерной взрывчатки. До недавнего времени никто не думал об другом применении разработок регистрации нейтринных потоков, не считая как для мониторинга работы реакторов. Но времена изменяются.

Антинейтриновое светило

Уран — самый редкий химический элемент Нашей системы. А вот на Земле его, ко благу либо ко злу для человечества, достаточно.

Различные геологические модели оценивают количество урана-238 в мантии и коре неоднозначно, но и без громадного разброса — в среднем сто триллионов тысячь киллограм. Плюс в четыре раза больше радиоактивного тория, плюс другие долгоживущие нестабильные изотопы, в первую очередь калий-40. Они претерпевают бета-распад, при котором один из нейтронов ядра атома преобразовывается в протон с испусканием электрона и электронного антинейтрино.

Эти процессы рождают антинейтринное излучение, которое покидает Почву и уносится в космическое пространство. Один квадратный сантиметр земной поверхности за одну секунду выбрасывает в космос 6 млн электронных антинейтрино. В этом смысле отечественную планету в полной мере возможно назвать антинейтринной звездой.

Геонейтриновая телескопия

Отечественная наука до тех пор пока неспособна отслеживать экзопланеты и тем более внеземные цивилизации по их нейтринному излучению (не смотря на то, что поток нейтрино, что сопровождал наблюдавшийся во второй половине 80-ых годов XX века взрыв сверхновой в Громадном Магеллановом Облаке, был удачно зарегистрирован).

Но детекторы этих неуловимых частиц уже становятся действенным инструментом мониторинга земных недр. До тех пор пока такие изучения находятся в начальной стадии, но геохимики и геологи видят за ними громадное будущее. на данный момент они ведутся на двух подземных установках — KamLAND в Японии и Borexino в Италии.

Японский детектор в первый раз отловил антинейтрино из земных недр в 2005 году, итальянский — в 2010-м. Обе установки были выстроены в первую очередь для потребностей фундаментальной физики, но, как выяснилось, смогут поработать и для наук о Земле. Данной весной к ним подключится новейший детектор антинейтрино SNO+, установленный на двухкилометровой глубине в нейтринной обсерватории Сэдбюри в канадской провинции Онтарио.

Для чего необходимо отслеживать геонейтрино, как их именуют эксперты? Во-первых, таким методом возможно уточнить состав и количество долгоживущих радионуклидов в земной коре и глубоко под ней, вероятно кроме того, что и в ядре. Собранную информацию уже разрешили (с возможностью 97%) опровергнуть теорию, в соответствии с которой Почва греется изнутри лишь за счет радиоактивных распадов, а все внутреннее тепло, накопленное при ее формировании из допланетного вещества, в далеком прошлом рассеялось в космосе.

Реакторы природные и рукотворные

Доктор геолого минералогических наук Мэрилендского университета Уильям Мак-Доно поведал «ПМ» о вторых возможностях применения нейтринных детекторов:

«К примеру, они окажут помощь совсем разобраться с догадкой о существовании в недрах Почвы природных ядерных реакторов. До тех пор пока она ничем не подтверждена и, быть может, ошибочна, но имеет собственных приверженцев. В случае если такие реакторы и в действительности существуют, они должны давать своеобразные нейтринные автографы, каковые возможно будет зарегистрировать».

Сегодняшние детекторы геонейтрино — это стационарные устройства тысячетонной массы. В возможности возможно прогнозировать разработку мобильных детекторов для размещения на океанском дне. С их помощью возможно будет картировать мантии и зоны коры с повышенной концентрацией тория и урана, проводя нейтринную томографию земных недр. Геологи уже говорят о будущих нейтринных телескопах, просматривающих глубины отечественной планеты.

Для них пригодятся новые детекторы, каковые разрешат с хорошей точностью определять направление нейтринных потоков. Задача непростая, но в принципе решаемая.

Те же телескопы возможно будет применять и для контроля за распространением ядерных ядерных технологий и вооружений двойного назначения. Действительно, это дело не ближайшего будущего — сперва нужно подробно проверить естественный нейтринный фон отечественной планеты.

Статья «Антинейтрино в работе» размещена в издании «Популярная механика» (№124, февраль 2013).

Что такое нейтрино? I Vam Nauka.


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: