科学家首次在核反应堆停机后捕捉到微弱的“幽灵信号”
即使核反应堆已经停止运转，其内部发生的微观物理过程也并未彻底沉寂。科学家们最新研究发现，核反应堆在关闭后，残余的放射性裂变产物依然会在长达数月甚至数年的时间里持续衰变，并源源不断地释放出极其微弱的反中微子流。这一被形象地称为“幽灵信号”的微弱辐射，近日被国际科研团队首次直接观测并测量成功，相关研究成果已发表在《物理评论快报》上。
反中微子是目前已知宇宙中最轻、最难以捕捉的基本粒子之一，它们拥有极强的穿透力，能够几乎无阻碍地穿过反应堆结构和防护屏蔽层。本次突破性的测量工作由位于德国海德堡的马克斯·普朗克核物理研究所科学家安东尼·奥尼永与蒂埃里·拉塞雷领导，依托于法国北部的舒兹（Chooz）核电站以及“双舒兹”（Double Chooz）实验装置完成。
在距离电站两座反应堆堆芯约400米处的地下，双舒兹探测器内部充填了超过30立方米的液体闪烁体。当极少发生相互作用的反中微子偶尔撞击探测器时，会产生特征性的双闪光信号，使其能够从背景干扰中被精准识别。
在两座反应堆单元完全停机维护的17.2天观察期内，研究团队共记录到了约100起与堆芯及附近乏燃料冷却池残余放射性相关的反中微子候选事件。这些实测数据与基于核燃料残余存量及长寿命裂变产物衰变模型得出的预测结果高度吻合，从而首次通过直接实验证实了停机反应堆及乏燃料辐射反中微子的理论预测。
研究人员指出，过去的反中微子实验大多专注于运行中的反应堆，因为其产生的粒子通量要庞大得多。而要从停机后的微弱信号中精准剥离出这一“残余声音”，依赖于双舒兹团队多年来开发的超低背景噪声控制与精细分析技术。
这一发现为核安全与反应堆监控开辟了全新的应用前景。未来，反中微子探测器不仅能在反应堆正常发电时发挥作用，还可以在设备停机维护或关停期间持续“监听”内部状态，为独立核查反应堆运行状态以及评估乏燃料库存提供非侵入式的科学依据。
