Patrick Huber, un professore del Dipartimento di Fisica della Virginia Tech, è coautore di un articolo che descrive i potenziali usi e limiti dei rivelatori antineutrino per applicazioni di sicurezza nucleare relative al reattore, combustibile esaurito, e monitoraggio delle esplosioni.

L'articolo appare nell'ultimo numero di Recensioni di Fisica Moderna . Nella carta, gli scienziati esaminano la disponibilità attuale e prevista di varie tecnologie di monitoraggio basate sugli antineutrini. I coautori di Huber includono Adam Bernstein e Nathaniel Bowden, fisici del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), parte dell'Università della California, Berkeley; così come Bethany Goldblum, anche dall'U.C. Berkeley; Igor Jovanovic, dell'Università del Michigan; e John Mattingly, della North Carolina State University.

Nella carta, Huber e colleghi sostengono che una minuscola particella potrebbe offrire aiuto per un grosso problema:la minaccia della proliferazione nucleare. "Per più di sei decenni, gli scienziati hanno sviluppato strumenti per la fisica fondamentale in grado di rilevare gli antineutrini, particelle prive di carica elettrica, quasi nessuna massa e passano facilmente attraverso la materia, " ha detto il team. "Gli antineutrini sono emessi in grandi quantità dai reattori nucleari, e dagli anni '70, gli scienziati hanno pensato di trasformare il rilevamento dell'antineutrino in uno strumento per la sicurezza nucleare".

Con i progressi degli scienziati del LLNL e di altre istituzioni, i ricercatori si stanno avvicinando alla distribuzione della tecnologia per monitorare a distanza queste particelle subatomiche dalle centrali nucleari a lunghe distanze. Una tale svolta consentirebbe loro di mettere in guardia le autorità internazionali sulla produzione illecita di plutonio, un materiale chiave per le armi nucleari. Potrebbe anche aiutare con la verifica dei trattati esistenti e pianificati che cercano di limitare la produzione di materiali per armi nucleari in tutto il mondo.

antineutrini, la controparte di antimateria dei neutrini, sono prodotti nelle centrali nucleari quando i materiali fissili di uranio e plutonio si rompono, creando prodotti di fissione che emettono antineutrini nel processo.

"A distanza ravvicinata da un reattore, gli antineutrini consentono la misurazione del contenuto di plutonio e della velocità di produzione, " ha detto Huber, direttore del Center for Neutrino Physics al Virginia Tech e membro della facoltà del Virginia Tech College of Science. "Questa capacità fornirebbe garanzie di alto livello sulla conformità al trattato pur essendo meno invadente per la struttura".

Lo studio è stato avviato come parte di uno sforzo di ricerca in corso guidato da LLNL e supportato dall'Ufficio per la difesa e la ricerca e lo sviluppo sulla non proliferazione nucleare dell'Amministrazione nazionale per la sicurezza nucleare. Huber e il team sostengono che i progressi nella fisica degli antineutrini applicati hanno il potenziale per rafforzare il Trattato esistente sulla non proliferazione delle armi nucleari, che fornisce un quadro per facilitare l'uso pacifico della tecnologia nucleare riducendo i rischi di proliferazione delle armi nucleari attraverso salvaguardie, monitoraggio, e verifica.

Nella loro carta, i ricercatori vedono il potenziale per tre applicazioni della tecnologia antineutrino:monitoraggio del reattore nucleare in campo vicino, monitoraggio a distanza, e monitoraggio del combustibile nucleare esaurito. Concludono che la tecnologia antineutrino di stanza a circa 100 metri da un reattore nucleare potrebbe garantire che le nazioni non stiano producendo e deviando materiale utilizzabile per le armi sotto la copertura della produzione di energia civile. Misurando la quantità di antineutrini prodotti in un determinato periodo, è possibile quantificare approssimativamente la quantità di plutonio o uranio in un reattore.

Nel campo del monitoraggio a distanza, i ricercatori hanno anche affermato che la tecnologia per rilevare l'attività dei reattori nucleari alla scoperta o all'esclusione a distanze di 120 miglia è possibile. Una terza applicazione della tecnologia antineutrino per rilevare la deviazione di materiale potrebbe essere il monitoraggio del combustibile esaurito che è stato utilizzato per far funzionare i reattori nucleari.

Molti degli autori dell'articolo sono coinvolti negli sforzi per far progredire la tecnologia di rilevamento degli antineutrini.