캐나다 온타리오 광산의 2km 깊이에 있는 SNO+ 감지기. 이미지는 1,000톤의 물로 채워진 직경 12m의 아크릴 용기를 고정하는 로프와 중성미자 상호작용에서 나오는 소량의 빛을 감지하는 광 센서를 보여줍니다. 크레딧: 이미지 제공: SNO+ Cooperation
SNO+ 실험에서는 자연수를 이용해 240km 이상 떨어진 원자로에서 방출되는 중성미자를 검출하는 능력이 최초로 입증됐다.
과학
중성미자는 물질과 극히 약한 상호작용을 보이는 아원자 입자입니다. 이는 태양핵 및 원자로 내에서 발생하는 것과 같은 다양한 유형의 방사성 붕괴에서 발생합니다. 게다가 중성미자를 차단하는 것도 불가능합니다. 그들은 원자로의 핵심에서 멀리 떨어진 탐지기까지 쉽게 이동할 수 있으며 심지어 지구 자체에도 침투할 수 있습니다.
따라서 중성미자로부터 작은 신호를 포착하려면 엄청난 크기와 높은 감도의 장치가 필요합니다. 최근 SNO+ 실험에서는 중성미자가 감지기에서 작은 신호만 생성한다는 사실에도 불구하고 물로만 채워진 감지기가 원자로 중성미자를 감지할 수 있음을 보여주었습니다.
영향
SNO+ 측정은 물처럼 간단하고 저렴한 것으로 먼 곳에 있는 원자로를 관찰하고 모니터링할 수 있음을 보여줍니다. 원자로는 자신이 생성하는 중성미자를 차단할 수 없습니다. 이는 SNO+ 측정이 그러한 물 탐지기가 핵 비확산을 보장하는 역할을 할 수 있다는 아이디어의 증거임을 의미합니다.
SNO+와 마찬가지로 이러한 검출기는 여전히 큰 방사능이 매우 깨끗하고(SNO+에는 1,000톤의 물이 포함되어 있음) 중성미자에 의해 생성된 소량의 빛을 검출할 수 있어야 합니다. 그러나 물을 사용한다는 것은 매우 큰 탐지기가 가능하다는 것을 의미하며 아주 먼 원자로까지 볼 수 있는 실제 옵션이 된다는 것을 의미합니다.
요약
과학자들은 수성 검출기의 원자로 중성미자에 의해 생성된 작은 신호(단지 10-20개 광자)로 인해 중성미자를 탐지하는 것이 불가능할 것이라고 오랫동안 생각해 왔습니다. 특히 탐지기가 원자로에서 멀리 떨어져 있고 이러한 신호의 속도가 다음과 같은 경우에는 더욱 그렇습니다. 매우 낮은 .
SNO+는 감지기에 방사능 흔적이 전혀 없어야 하고 지금까지 구축된 어떤 물 감지기보다 낮은 에너지 임계값을 가짐으로써 이러한 신호를 볼 수 있었고 해당 신호가 최소 240킬로미터(150마일) 떨어진 원자로에서 나온 것임을 보여줄 수 있었습니다. 우주선에 의해 대기 중에 생성된 잔류 방사능과 중성미자의 배경(허위 사건)을 식별하고 제거해야 했기 때문에 측정은 여전히 매우 어려웠습니다.
물 감지기에는 몇 가지 장점이 있습니다. 가격이 저렴하고 크기가 매우 커서 국경을 넘어 원자로를 모니터링하는 데 유용합니다. 수성 액체 신틸레이터의 사용이나 물에 가돌리늄을 첨가하는 등 신호 크기를 증가시키는 모니터링 개선 사항이 다른 협력을 통해 테스트되고 있습니다.
참고 자료: A. Allega et al.의 SNO+에서 순수한 물을 사용하는 원거리 원자로의 반중성미자에 대한 증거. (SNO+콜라보레이션), 2023년 3월 1일,
" information gt-interpret attributes="[{" attribute="">실물 검토 서한.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.091801
이 연구는 미국 출신 약 100명의 과학자(펜실베니아 대학교, 캘리포니아 버클리 대학교, 로렌스 버클리 국립 연구소, 데이비스 캘리포니아 대학교, 브룩헤이븐 국립 연구소, 보스턴 대학교)의 국제 협력인 SNO+ Collaboration에서 나온 것입니다. , 시카고 대학교), 캐나다, 영국, 포르투갈, 독일, 중국, 멕시코. SNO+는 캐나다 지하연구소인 SNOLAB에 위치하고 있습니다.
SNO+는 에너지부 과학실, 핵물리실의 자금 지원을 받고 있으며 핵 과학 및 보안 프로그램을 통해 국립과학재단과 에너지부 국가핵안보국으로부터 자금을 지원 받았습니다. 캐나다의 자금은 캐나다 혁신 재단, 자연 과학 및 공학 연구 위원회, 캐나다 고등 연구 연구소, 퀸즈 대학교, 온타리오 연구 혁신 과학부, 앨버타 과학 및 연구 투자 프로그램, 연방 경제 개발 이니셔티브에서 나옵니다. 북부 온타리오 및 온타리오 조기 연구원 상. 영국에서는 과학기술시설협의회, 유럽연구협의회 보조금 협정에 따른 유럽연합 제7차 프레임워크 프로그램, 마리 퀴리 보조금 협정에서 자금을 조달했습니다. 자금은 Fundao para a Cincia ea Tecnologia(FCT-포르투갈), 독일의 Deutsche Forschungsgemeinschaf, 멕시코의 DGAPA-UNAM 및 Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa, 중국 Shandong University의 징계 건설 기금에서도 제공되었습니다
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