科技日報北京8月4日電 （記者張佳欣）德國馬克斯·普朗克核物理研究所研究人員領導的Double Chooz國際合作組首次探測到核反應堆停堆后的殘余反中微子信號。這一成果為未來開展核反應堆狀態監測、核安全保障和核材料監管提供了新思路。相關研究發表於新一期《物理評論快報》雜志。

反中微子是中微子的一種反粒子，與物質相互作用極其微弱，幾乎可穿透反應堆結構和周圍屏蔽層。因此，它們也被認為是了解核反應堆內部狀態的一種“特殊信使”。

在核反應堆運行過程中，核裂變會持續產生大量反中微子。而當反應堆停止運行后，雖然裂變鏈式反應結束，但堆芯內大量長壽命放射性裂變產物仍會持續衰變數月甚至數年，並釋放出少量反中微子。此前，由於信號極其微弱，科學家一直未能直接測量到這種停堆后的殘余輻射。

此次研究在位於法國北部的舒茲核電站開展。Double Chooz探測器位於地下，距離兩個反應堆堆芯約400米，其內部裝有超過30立方米液態閃爍體。當反中微子與閃爍體中的物質發生相互作用時，會產生可被探測的微弱閃光信號。

研究人員分析了兩個反應堆機組完全停運期間記錄的17.2天的數據。在此期間，探測器共捕獲約100個反中微子候選事件。分析顯示，這些信號來自反應堆堆芯殘留放射性物質，以及附近乏燃料冷卻池中的放射性衰變。

探測結果與研究人員基於剩余核燃料組成和長壽命裂變產物衰變過程建立的理論模擬高度吻合。這是首次通過實驗直接証實，停堆反應堆和乏燃料仍會產生理論預測中的反中微子輻射。

這項成果表明，未來反中微子探測器不僅能夠在核反應堆運行期間提供信息，也有望在設備維護階段，以及反應堆永久關閉后發揮作用。這類測量或可用於獨立核查反應堆運行狀態，以及監測乏燃料庫存情況。