Patrick Huber, professeur au département de physique de Virginia Tech, a co-écrit un article qui décrit les utilisations potentielles et les limites des détecteurs d'antineutrinos pour les applications de sécurité nucléaire liées aux réacteurs, carburant dépensé, et la surveillance des explosions.

L'article paraît dans le dernier numéro de Critiques de la physique moderne . Dans le journal, les scientifiques examinent l'état de préparation actuel et projeté de diverses technologies de surveillance basées sur les antineutrinos. Les co-auteurs de Huber incluent Adam Bernstein et Nathaniel Bowden, physiciens du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), partie de l'Université de Californie, Berkeley; ainsi que Bethany Goldblum, aussi de U.C. Berkeley; Igor Jovanovic, de l'Université du Michigan; et John Mattingly, de l'Université d'État de Caroline du Nord.

Dans le journal, Huber et ses collègues soutiennent qu'une minuscule particule pourrait aider à résoudre un gros problème :la menace de prolifération nucléaire. « Depuis plus de six décennies, les scientifiques ont développé des instruments pour la physique fondamentale qui peuvent détecter les antineutrinos, particules qui n'ont pas de charge électrique, presque pas de masse et traverse facilement la matière, " a déclaré l'équipe. " Les antineutrinos sont émis en grande quantité par les réacteurs nucléaires, et depuis les années 1970, les scientifiques ont envisagé de faire de la détection des antineutrinos un outil de sécurité nucléaire. »

Grâce aux progrès des scientifiques du LLNL et d'autres institutions, les chercheurs se rapprochent du déploiement de la technologie pour surveiller à distance ces particules subatomiques à partir de centrales nucléaires sur de longues distances. Une telle percée leur permettrait de mettre en garde les autorités internationales contre la production illicite de plutonium, un matériau clé pour les armes nucléaires. Cela pourrait également aider à la vérification des traités existants et prévus qui visent à limiter la production de matières d'armes nucléaires dans le monde.

Antineutrinos, la contrepartie de l'antimatière aux neutrinos, sont produites dans les centrales nucléaires lorsque les matières fissiles de l'uranium et du plutonium se brisent, créant des produits de fission qui émettent des antineutrinos dans le processus.

"A proximité d'un réacteur, les antineutrinos permettent de mesurer la teneur en plutonium et le taux de production, " dit Huber, directeur du Center for Neutrino Physics de Virginia Tech et membre du corps professoral du Virginia Tech College of Science. "Cette capacité fournirait des garanties de haut niveau de conformité au traité tout en étant moins intrusive pour l'installation."

L'étude a été lancée dans le cadre d'un effort de recherche en cours dirigé par LLNL et soutenu par le Bureau de la recherche et du développement sur la non-prolifération nucléaire de la National Nuclear Security Administration. Huber et son équipe soutiennent que les progrès de la physique appliquée des antineutrinos ont le potentiel de renforcer le traité existant sur la non-prolifération des armes nucléaires, qui fournit un cadre pour faciliter l'utilisation pacifique de la technologie nucléaire tout en réduisant les risques de prolifération des armes nucléaires grâce aux garanties, surveillance, et vérification.

Dans leur papier, les chercheurs voient le potentiel de trois applications de la technologie des antineutrinos :surveillance des réacteurs nucléaires en champ proche, surveillance en champ lointain, et la surveillance du combustible nucléaire usé. Ils concluent que la technologie antineutrino stationnée à environ 100 mètres d'un réacteur nucléaire pourrait garantir que les nations ne fabriquent pas et ne détournent pas de matériaux utilisables pour des armes sous le couvert de la production d'énergie civile. En mesurant la quantité d'antineutrinos produits pendant une période donnée, il est possible de quantifier approximativement la quantité de plutonium ou d'uranium dans un réacteur.

Dans le domaine de la surveillance en champ lointain, les chercheurs ont également déclaré que la technologie de détection de l'activité des réacteurs nucléaires lors de la découverte ou de l'exclusion à des distances de 120 miles est possible. Une troisième application de la technologie des antineutrinos pour détecter le détournement de matières pourrait consister à surveiller le combustible usé qui a été utilisé pour faire fonctionner les réacteurs nucléaires.

Plusieurs des auteurs de l'article sont impliqués dans les efforts visant à faire progresser la technologie de détection des antineutrinos.