首次探测到乏燃料元件中的反中微子

即使在核反应堆停运后，放射性燃料仍会持续释放微弱的反中微子流。由马克斯·普朗克核物理研究所(MPIK)科学家领导的Double Chooz合作研究团队，首次成功测量到这种难以探测的信号，为反应堆监测、核安全与控制程序开辟了新的前景。

Double Chooz探测器。图片版权：Double Chooz合作组织。

该研究团队在法国北部舒兹核电站进行了这项测量。Double Chooz探测器位于地下约400米处，紧邻两个反应堆堆芯。探测器内部包含超过30立方米的液体闪烁体材料，当反中微子与其发生相互作用时，会发出微弱的光信号。

研究人员分析了两个反应堆机组完全停堆期间17.2天的数据，记录到约100个潜在的反中微子事件。这些事件源自反应堆堆芯以及乏燃料冷却池中的残留放射性物质。测量结果与剩余核燃料储量和长寿命裂变产物衰变的详细模拟结果高度吻合，标志着首次通过实验直接验证了关于退役反应堆及乏燃料反中微子排放的理论预测。

Double Chooz合作组多年来一直致力于降低背景信号并改进分析技术，最终实现了对停堆后微弱残余反中微子信号的探测。此外，近期在Neutrino 2026会议上公布的JUNO-TAO实验初步结果也表明，其他研究团队正朝着这个方向探索。

该合作研究成果不仅为理解退役反应堆和乏燃料池中的残留辐射提供了公开参考数据，更重要的是，它预示着反中微子探测器未来将在核电站维护阶段及停堆后提供重要信息，从而独立验证反应堆状态与乏燃料水平，进一步提升核安全保障。Double Chooz实验最初旨在研究中微子振荡，并在测量中微子混合角θ13方面发挥了关键作用，为未来的中微子物质-反物质不对称性研究奠定了基础。