Космические лучи выявят пропажу ядерных отходов
© E+/Getty Images
Ученые экспериментально продемонстрировали, что частицы космических лучей можно использовать для проверки содержимого контейнеров с радиоактивными отходами, не вскрывая их. Разработанный на основе методов физики высоких энергий способ потенциально может решить многолетнюю проблему контроля над ядерными хранилищами. Описание разработки опубликовано в журнале Physical Review Applied.
В реакторах ядерных электростанций топливо находится в виде стержней, которые после исчерпания ресурса своей работы обычно хранят по 20—30 штук в стальных контейнерах диаметром три метра. После того, как такой контейнер опечатают, проверить, сколько внутри стержней, можно только вскрыв его.
В своей новой работе сотрудники Лос-Аламосской национальной лаборатории США предлагают альтернативный способ, основанный на изучении рассеяния мюонов из космических лучей на веществе внутри контейнеров. Авторы утверждают, что эксперты Международного агентства по атомной энергии (МАгАтЭ) могут использовать этот метод для того, чтобы выявлять пропажи отработанных стержней из ядерных хранилищ. Физики уже проверили работоспособность метода в Национальной лаборатории в штате Айдахо на хранилище, 6 из 24 ячеек которого пусты.
Схематическая иллюстрация того, как работает метод изучения содержимого контейнера при помощи мюонов из космических лучей
© American Physical Society
Для того, чтобы применить этот метод, необходимо поместить детекторы мюонов с противоположных сторон контейнера и измерять траектории частиц, летящих сквозь отработанные стержни. Эти частицы легко проникают сквозь стенки контейнера, но существенно сильнее взаимодействуют с тяжелыми элементами, в частности, с плутонием. Измерив углы рассеяния мюонов в девяти различных конфигурациях детекторов, можно восстановить примерное расположение стержней внутри контейнера и гарантированно обнаружить нехватку как минимум двух.
Если использовать более крупные детекторы или увеличить время накопления сигнала, можно будет выйти на уровень точности, достаточный для того, чтобы обнаружить пропажу одного стержня.
Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.