Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
​Theo dõi từ xa các lò phản ứng hạt nhân nghi ngờ bằng các sử dụng phản hạt neutrino   29-04-2018
Một nhóm các học viện khoa học của Anh và Mỹ dẫn đầu bởi Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) của Mỹ đang nghiên cứu cách sử dụng phản hạt neutrino để giám sát từ xa các lò phản ứng hạt nhân. Được tài trợ bởi Cơ quan an ninh hạt nhân quốc gia thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, chương trình AIT đang lắp đặt máy dò WATCHMAN3.500 tấn trong một hầm mỏ sâu 1.100 mét ở bờ biển đông bắc nước Anh như một phần của các nỗ lực chống phổ biến vũ khí hạt nhân quốc tế.


Chi tiết về cấu hình khả dĩ của cấu trúc treo ống nhân quang cho máy dò phản hạt neutrino WATCHMAN (Ảnh: LLNL)

Kiểm soát việc phổ biến vũ khí hạt nhân là một mối bận tâm quốc tế lớn và một khía cạnh quan trọng của điều này là khả năng kiểm giám sát các lò phản ứng nhiệt hạch hạt nhân từ xa để đảm bảo rằng chúng không được sử dụng cho mục đích sản xuất plutonium làm vũ khí. Việc cảm biến từ xa này là cần thiết cả trong phạm vi ngắn để kiểm tra các lò phản ứng mà không cần tháo cơ cấu lắp ráp thanh nhiên liệu và ở khoảng cách xa để đánh giá các lò phản ứng trong tay các cường quốc kém thân thiện.

Một phương pháp hứa hẹn để làm việc này là sử dụng phản hạt neutrino. Được phát hiện vào năm 1950, phản hạt neutrino là phiên bản phản vật chất của neutrino và được sinh ra trong các phản ứng hạt nhân khi một hạt neutrino phân hủy thành một electron, một proton và một neutrino. Giống như neutrino, hạt phản neutrino là nhỏ nhất trong các hạt cơ bản với khối lượng nhỏ hơn một triệu lần một electron và không có điện tích.

Một thuộc tính đáng chú ý của phản hạt neutrino là chúng tương tác rất ít với vật chất. Trong khi một hạt anfa có thể bị một tờ giấy chặn lại thì hạt phản neutrino có thể đi qua một tấm chì dày một năm sáng mà thậm chí tốc độ không bị chậm lại. Thực tế, ngay tại thời điểm này, ban đang bị dội bom với hàng tỉ hoặc hàng nghìn tỉ phản hạt neutrino mà thậm chí không nhận ra nó.

Do đó, cố gắng dò phản hạt neutrino có vẻ như khá vô nghĩa nhưng theo các nhà vật lý học, nếu bản lấy một bể nước cao 16 mét, có đường kính 16 mét và pha nó với một lượng nhỏ kim loại đất hiếm gadolinium, nó sẽ khiến các proton trong nước nhạy hơn nhiều với phản hạt neutrino. Một chiếc bể như thế là thành phần trung tâm của máy dò WATCHMAN.

Vấn đề tiếp theo là khả năng dò các hạn phản neutrino mong muốn được tạo ra bởi một lò phản ứng nghi ngờ. Điều này khó vì sử dụng bể này trên bề mặt trái đất giống như lắp một chiếc kính viễn vọng giữa một rừng cột phát sóng di động, bộ đàm, máy phát Wi-Fi và các trạm điện phụ. Kính viễn vọng có thể vẫn hoạt động tốt nhưng bất kỳ tín hiệu nào mà nó đang tìm kiếm đều bị át đi bởi sự giao thoa. Để giải quyết điều này, WATCHMAN được lắp đặt trong một hầm mỏ sâu nhất ở Anh quốc.  

Được vận hành bởi Tập đoàn ICL-UK /Cleveland Potash Ltd, mỏ Boulby ban đầu được mở để khai thác cali cacbonat, polyhalite và muối. Mỏ này vẫn làm nhiệm vụ này nhưng chức năng thứ 2 là Phòng thí nghiệm ngầm Boulby của Hội đồng các cơ sở kế hoạch và công nghệ của Anh trong lĩnh vực vật lý thiên thể của vật chất tối, địa chất, địa vật lý, khí hậu học và khoa học môi trường và nghiên cứu sự sống trong các môi trường khắc nghiệt trên trái đất và ngoài không gian. WATCHMAN dự kiến sẽ được đặt trong một hang đào tại khu vực này và sẽ đi vào vận hành vào năm 2023.

Theo LLNL, khi hoàn thành và đi vào vận hành, WATCHMAN sẽ được sử dụng để dò từng lò phản ứng ở một khu phức hợp lò phản ứng 2 lõi Hartlepool cách đó 25 km khi chúng bật và tắt. Các nỗ lực trước đây nhắm vào việc dò phản hạt neutrino phải vận hành ở khoảng cách ngắn hơn nhiều.

Để dò được các phản hạt neutrino, bể nước pha được theo dõi bằng các chất lấp lánh lỏng trong nước, cảm biến quang nhanh, bộ gom ánh sáng và các cảm biến khác. Một mục tiêu của dự án là cải thiện độ nhạy của các dụng cụ này, làm cho chúng có hướng hơn và ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu loạn nền trong khi các thuật toán và kỹ thuật mới có thể tách và phân tích tốt hơn các tín hiệu phản hạt neutrino.

LLNL cho hay WATCHMAN đã tăng 1000 lần khoảng cách theo dõi so với công trình trước đây của phòng thí nghiệm này. Mặc dù trọng tâm cơ bản là nhắm vào việc thực thi các hiệp ước cấm phổ biến hạt nhân nhưng máy dò mới cũng có các ứng dụng khác như địa khoa học hay vật lý học thiên thể.

“Về lâu về dài, các máy dò dựa trên nước kiểu WATCHMAN có thể mang lại cho chúng ta hiểu biết mới về các thuộc tính bí ẩn của hạt neutrino và thậm chí giúp chúng ta giải quyết được bí ẩn từ lâu về sự bất cân xứng rất lớn giữa vật chất và phản vật chất trong vũ trụ. Bản thân WATCHMAN khi được giao nhiệm vụ sẽ trở thành một trong một tập hợp nhỏ các máy dò phản neutrino trên toàn thế giới có khả năng dò các vụ nổ neutrino từ các siêu lân tinh”, nhà vật lý học của LLNL và điều tra viên chính của AIT Adam Bernstein cho biết.

Nhóm AIT bao gồm LLNL, Lawrence Berkeley và Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven, Cơ sở vũ khí nguyên tử Anh (AWE), Phòng thí nghiệm ngầm Boulby, Đại học California (UC), Berkeley, UC Davis, UC Irvine, Đại học Hawaii, Đại học bang Iowa, Đại học bang Pennsylvania, Đại học Pennsylvania, Đại học Michigan và Đại học Sheffield.

LH (New Atlas) 

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

THÔNG BÁO

 
 

Thủ tục hành chính

 
 

Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập