FoodPro Preloader

Å fange en plutonium tyv, prøv antineutrinos


En ny sikrere teknologi for å beskytte mot tyveri fra atomreaktorer har bestått sin første test. Forskere fra Lawrence Livermore National Laboratory og Sandia National Laboratories i Livermore, California, overvåker med suksess effekten av en relativt liten kjernekraftreaktor ved å måle antall antineutrinos-spøkelsespartikler generert ved atomfission - som rammet en kjølelsestank av væske. Selv om

En ny sikrere teknologi for å beskytte mot tyveri fra atomreaktorer har bestått sin første test.

Forskere fra Lawrence Livermore National Laboratory og Sandia National Laboratories i Livermore, California, overvåker med suksess effekten av en relativt liten kjernekraftreaktor ved å måle antall antineutrinos-spøkelsespartikler generert ved atomfission - som rammet en kjølelsestank av væske.

Selv om teknologien fortsatt har hindringer for å overvinne, kan det bane vei for et nytt verktøy i arbeidet for å forhindre atomsproliferasjon.

Kjernereaktorer tilbyr en potensiell kilde til våpenbaserte materialer til å være bombebyggere, spesielt plutonium, som gradvis akkumuleres i uranbrennstoffene som driver en reaktor.

Som en del av sitt arbeid for å hindre spredning av atomvåpen, har International Atomic Energy Agency (IAEA), en organisasjon etablert i 1957 ved en internasjonal traktat for å fremme fredelig bruk av kjernekraft, overvåket og inspisert kjernereaktorer som brukes til forskning, samt de som genererer elektrisitet.

Inspektørene sammenligner operatørregistre med egne overvåkingsdata for å vurdere om reaktoren kunne ha produsert overskytende plutonium utover det operatørene erklærte, sier Julian Whichello, leder av IAEAs Novel Technologies Program.

Nåværende overvåkingsinstrumenter bruker sensorer til å overvåke mengden kjølevæske som brukes av reaktoren. Men det kan kreve kabler som ofte er dyre å installere og vedlikeholde, og de utsetter instrumentene for risiko for manipulering, Whichello sier.

Antineutrino detektorer kan lette disse problemene ved å direkte måle kjernereaksjoner. Når uran gjennomgår en fissionsreaksjon - kilden til en reaktors energi - splittes den i to eller flere lettere elementer som raskt forfall, og frigjør et gjennomsnitt på seks antineutriner per fissionsreaksjon.

Detektorer består av faste stoffer eller væsker rik på protoner som forfall når de rammes av antineutrinos, noe som forårsaker at farger blandes inn med det protonrike medium for å avgi fluorescerende lys. Slike detektorer er attraktive for kjernefysisk overvåkning, fordi det er veldig vanskelig å lage signaler som ser ut som en antineutrino uten en reaktor, med riktig skjerming for å blokkere ut svale partikler, sier Adam Bernstein, en forsker i Livermore og nestleder i Advanced Detektorer Gruppe.

For tre år siden installerte Bernstein og hans kolleger ved Livermore og Sandia en prototypedetektor ved San Onofre Nuclear Generating Station (SONGS) i Sør-California, en reaktor på 2.254 megawatt. Instrumentet besto av 1 400 kg mineralolje og kjemisk 1, 2, 4-trimetylbenzen.

De plasserte detektoren 30 fot (10 meter) under jorden for å skjerme den fra svike partikler og 82 fot (25 meter) fra nærmere to aktive reaktorkjerner på SONGS-anlegget. De rapporterte i Journal of Applied Physics at deres detektor kunne måle reaktorens kraftnivå til innenfor 3 prosent nøyaktighet, og de kunne fortelle om fem timer om operatørene hadde slått av reaktoren. Hvis inspektørene vet effekten av reaktorene og dens opprinnelige drivstoff, kan de finne ut hvor mye plutonium det skal inneholde, sier Bernstein.

Dataene er lovende, men gjelder kun for SONGS for øyeblikket, sier Andrew Monteith, en IAEA-beskyttet teknologispesialist. "Resultatene på San Onofre viser at det kan være et distribuert instrument under visse omstendigheter, " sier han. Brasil, Frankrike, Canada og Russland har alle planer om å teste antineutrino-baserte overvåkingsanordninger, legger han til. IAEA har planlagt et møte i oktober for å vurdere kostnadene og kompleksiteten til nåværende detektorer.

Bernstein sier at han og hans kolleger tester alternative detektorer laget av vann eller solid plast. Den mineraloljebaserte detektoren er relativt vanskelig å distribuere, sier han og kan utgjøre en sikkerhetsrisiko for IAEA-inspektørene fra 1, 2, 4-trimetylbenzen, som er toksisk og brannfarlig [ se notat nedenfor ].
En annen utfordring kan være behovet for å plassere detektoren under jorden, som ikke alle kjernefysiske anlegg kan ha plass til, sier Juan Collar, en fysiker ved University of Chicago som jobber med nøytrino-deteksjon. Monteith bemerker at Brasil planlegger å teste overjordiske detektorer.

Og andre, flere eksperimentelle detektorer kan være lettere å plassere i en reaktor. Krage og Bernstein er begge deler av lag som forsøker å observere en annen type samspill mellom protoner og antineutriner som vil kreve mer sensitive følere, men vil forekomme 100 til 1000 ganger oftere enn i eksisterende teknologier, sier Collar, slik at det muliggjør mindre enheter.

Korreksjon (5/9/08): Den opprinnelige artikkelen innebar at 1, 2, 4-trimetylbenzen ville være i nærheten av reaktorkjernen, hvilket ikke er tilfelle.

Anbefalt


Aviation Industry ser ut til å løse et karbonproblemManglende nøytroner kan føre et hemmelig liv som mørk materieKan vi holde flyene trygge uten å drepe så mange fugler?Hva lærer forskere ved å binde fugler?Records from Ancient China Reveal Link Between Epidemics and Climate ChangeMan-Made Genetiske Instruksjoner Yield Living Cells for første gang2017 Var det tredje hotteste året på rekord for USABybeboere Kjør avskoging i 21. århundre