Новости Гатчины
23.04Жителям произведен перерасчет платы за горячую воду на сумму более 300 тысяч рублей
23.04На территории музея-заповедника "Гатчина" прорвало водовод
22.04График выплаты пенсий, ЕДВ и социальных выплат в мае
22.04В предстоящие майские праздники изменится режим работы МФЦ
21.04На дороге между Войсковицами и Пустошкой введут реверсивное движение
20.04На пешеходном переходе сбили ребенка
20.04В Гатчине и районе за год мошенникам перевели почти 200 миллионов рублей
17.04Проведена замена асфальта на мосту через реку Колпанскую
17.04Первые восемь новобранцев отправились служить
17.04В музее авиационных двигателей провели познавательную игру для школьников
17.04Полным ходом идут работы по благоустройству Мариенбурга
16.04Мариенбург и Аэродром свяжет новая дорога!
16.04Временное ограничение движения транспорта в Гатчине - 17 апреля
Афиша-анонсы Гатчины
21 апреля Концерт "Подставляйте ладони, я насыплю вам солнца!"
21 апреля Концерт «В гостях у оркестра русских народных инструментов»
20 апреля Программа "Читаем всей семьей"!
20 апреля Библионочь в гатчинской библиотеке имени Куприна
14 апреля Органный концерт "Италия и Испания. Феномены"
13 апреля Творческий вечер от Арт-кафе "Компромисс"
9 апреля вечер музыки для фортепианного ансамбля!
Самое читаемое
•График выплаты пенсий, ЕДВ и социальных выплат в мае
•На территории музея-заповедника "Гатчина" прорвало водовод
•Жителям произведен перерасчет платы за горячую воду на сумму более 300 тысяч рублей
•Мариенбург и Аэродром свяжет новая дорога!
•Первые восемь новобранцев отправились служить
•Народное гуляние "Масленица" в Гатчине - 17 марта
•На пешеходном переходе сбили ребенка
•Мемориал под Гатчиной увековечил память жертв нацистского геноцида
•На дороге между Войсковицами и Пустошкой введут реверсивное движение
Нейтринное дыхание атомного реактора
25 июля 2014 г.
В данной публикации мы хотим рассказать об одном совместном эксперименте «Нейтрино-4», который проводится на двух научно-исследовательских реакторах, а именно: ВВР-М - Петербургский институт ядерной физики НИЦ КИ, г. Гатчина и СМ-3 - Научно–исследовательский институт атомных реакторов (НИИАР), г. Димитровград, Ульяновская область.
НИИАР был создан в 1956 г. по инициативе академика И.В. Курчатова, и в настоящее время является крупнейшим в России научно-исследовательским экспериментальным комплексом гражданской атомной энергетики. В институте действуют 6 исследовательских ядерных реакторов.
Эксперимент «Нейтрино-4» по поиску осцилляций реакторных антинейтрино в стерильное состояние только начат, но уже можно рассказать о некоторых результатах. Участниками эксперимента являются исследователи четырех институтов. Руководит проектом профессор Анатолий Павлович Серебров, заслуженный деятель науки РФ, заведующий отделом нейтронной физики в Петербургском институте ядерной физики им. Б.П.Константинова.
В ПИЯФ (Гатчина) на реакторе ВВР-М была подготовлена экспериментальная установка с нейтринным детектором, с пассивной и активной защитой, которую затем доставили в НИИАР. Параллельно, на реакторе СМ-3 велась подготовка к оснащению нейтринной лаборатории для проведения эксперимента. Благодаря этим работам нейтронный фон при работающем реакторе в месте расположения нейтринного детектора был снижен более чем в 100 раз. В Курчатовском Институте НИЦ КИ (Москва) была подготовлена так называемая активная защита. Очень важный вклад в эксперимент внесён Отделом Радиоэлектроники ОФВЭ ПИЯФ, который предоставил самую современную электронную аппаратуру. Основные части экспериментальной установки и пассивная защита детектора были изготовлены также в ПИЯФ - в цехе экспериментального и технологического оборудования.
Чем же так занимательна частица «нейтрино» и что такое нейтрино стерильное? Нейтрино – уменьшительное от «нейтрон» – легчайшая элементарная нейтральная частица из класса лептонов. Известны 3 типа нейтрино: электронное, мюонное и тау-нейтрино. Возможные превращения нейтрино из одного вида в другой носят название нейтринных осцилляций. Для всех трех «обычных» типов нейтрино именно слабое взаимодействие, в которое они вступают, является значимым, слабее выражено гравитационное, а сильное ими и вовсе игнорируется.
Слабое взаимодействие настолько мало, что в результате нейтрино может пролететь через вещество расстояние в сотни световых лет, ни разу не вступив во взаимодействие. Через наши тела в секунду пролетают многие миллионы нейтрино безо всякого эффекта. А если у нового нейтрино четвертого типа и эта возможность взаимодействия отсутствует, это делает его практически не обнаруживаемой частицей-призраком, отчего и принято называть ее «стерильной». Однако судить о существовании стерильного нейтрино можно лишь по факту исчезновения и появления обычного нейтрино в процессе осцилляций.
Существование стерильного нейтрино не укладывается в параметры стандартной модели, и для объяснения её потребуется переосмысление господствующей на сегодняшний день физической теории. Возможно, что стерильное нейтрино является частицей темной материи, а её существование связано с одной из фундаментальных асимметрий нашего мира: барионной асимметрии Вселенной.
Эксперименты для поиска доказательства нейтринных осцилляций первых трех типов были предложены еще Б.М. Понтекорво. Он же предполагал, что возможны осцилляции в стерильные нейтрино. Сейчас появились некоторые косвенные указания на существование стерильного нейтрино.
Для экспериментов на исчезновение нейтрино лучше использовать в качестве источника реакторные нейтрино, а для экспериментов на появление других типов нейтрино – нейтринные пучки, генерируемые на ускорителях
В работе группы А.П. Сереброва была изучена возможность постановки новых экспериментов на исследовательских реакторах России. Именно исследовательские реакторы обладают необходимой компактной активной зоной, являющейся, помимо прочего, очень интенсивным источником антинейтрино. В задаче поиска стерильных нейтрино было важно разместить нейтринный детектор как можно ближе к источнику. Наилучшие условия для проведения эксперимента по поиску нейтринных осцилляций на коротких расстояниях оказались на реакторе СМ-3 в силу некоторых особенностей его конструкции.
Для подготовки к эксперименту были проведены экспериментальные исследования на модели детектора «Нейтрино-4» на реакторе ВВР-М. Задачей данного эксперимента являлась регистрация нейтрино от реактора в условиях значительного фона космического излучения на поверхности Земли, а также в условиях нейтронного и гамма фона в экспериментальном зале исследовательского реактора. Этот эксперимент должен был измерить отношение сигнал фон на реакторе ВВР-М и исследовать принципиальную возможность постановки такого эксперимента на реакторе СМ-3, сравнивая фоновые условия. Такая возможность была показана, и исследования модели нейтринного детектора были перенесены на реактор СМ-3, где к этому времени было подготовлено помещение нейтринной лаборатории и осуществлена пассивная защита детектора. На фотографиях нейтринной лаборатории можно видеть нейтринный канал снаружи и изнутри и детектор на передвижной платформе.
В создаваемой совместной нейтринной лаборатории ПИЯФ НИЦ КИ и НИИАР уже получены первые результаты эксперимента на модели детектора «НЕЙТРИНО-4», - антинейтрино от реактора СМ-3 регистрируются! Так что, уже сегодня чувствуется «нейтринное дыхание» реактора СМ-3 – по меткому выражению Анатолия Павловича Сереброва. Но на пути создания полномасштабного детектора «НЕЙТРИНО-4» ещё много работы по улучшению его чувствительности и исключению фоновых процессов, связанных с регистрацией быстрых нейтронов от космического излучения. Важно заметить, что в проводимом в НИИАР эксперименте нейтринный поток измеряется в достаточно широком диапазоне расстояний – от 6-ти до 12-ти метров, а это позволяет получать наиболее полные и точные сведения.
Сегодня ряд мировых научных центров проводит подобные эксперименты. Интерес к этой тематике особенно возрос после 2011 года, когда французские физики заявили о возможном дефиците реакторных антинейтрино на коротких расстояниях от реактора.
Эксперимент «Нейтрино-4» не может не вызывать интерес со стороны всего научного сообщества, ведь нейтрино сейчас - наименее изученная элементарная частица. Предположение о существовании 4-го вида нейтрино - стерильного – является очень интересным и может оказаться справедливым! Если проводимые исследования докажут, что стерильные нейтрино существуют, тогда привычная картина первооснов нашего мира претерпит существенные изменения.
Статья подготовлена по материалам, предоставленным А.П. Серебровым и статьи, опубликованной в газете атомной отрасли «Страна РОСАТОМ» №22
Гатчинская правда, № 74 (20518) от 8 июля