Patrick Huber, um professor do Departamento de Física da Virginia Tech, foi coautor de um artigo que descreve os usos e limitações potenciais dos detectores de antineutrino para aplicações de segurança nuclear relacionadas ao reator, combustível usado, e monitoramento de explosão.

O artigo aparece na última edição da Resenhas de Física Moderna . No papel, os cientistas revisam a disponibilidade atual e projetada de várias tecnologias de monitoramento baseadas em antineutrino. Os co-autores de Huber incluem Adam Bernstein e Nathaniel Bowden, físicos do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL), parte da Universidade da Califórnia, Berkeley; bem como Bethany Goldblum, também da U.C. Berkeley; Igor Jovanovic, da Universidade de Michigan; e John Mattingly, da Universidade Estadual da Carolina do Norte.

No papel, Huber e seus colegas argumentam que uma partícula minúscula pode ajudar a resolver um grande problema - a ameaça de proliferação nuclear. "Por mais de seis décadas, os cientistas têm desenvolvido instrumentos para a física fundamental que podem detectar antineutrinos, partículas que não têm carga elétrica, quase nenhuma massa e facilmente passa pela matéria, "disse a equipe." Antineutrinos são emitidos em grandes quantidades por reatores nucleares, e desde os anos 1970, os cientistas consideraram transformar a detecção de antineutrino em uma ferramenta para a segurança nuclear. "

Com avanços de cientistas do LLNL e de outras instituições, os pesquisadores estão se aproximando de implantar tecnologia para monitorar remotamente essas partículas subatômicas de usinas nucleares a longas distâncias. Tal avanço permitiria a eles alertar as autoridades internacionais sobre a produção ilícita de plutônio, um material chave para armas nucleares. Também poderia ajudar na verificação de tratados existentes e planejados que procuram limitar a produção de materiais de armas nucleares em todo o mundo.

Antineutrinos, a antimatéria equivalente aos neutrinos, são produzidos em usinas nucleares quando os materiais físseis de urânio e plutônio se separam, criando produtos de fissão que emitem antineutrinos no processo.

"Perto de um reator, os antineutrinos permitem a medição do teor de plutônio e da taxa de produção, "disse Huber, diretor do Centro de Física de Neutrinos da Virginia Tech e membro do corpo docente do Virginia Tech College of Science. "Esse recurso forneceria garantias de alto nível de conformidade com o tratado, ao mesmo tempo que seria menos invasivo às instalações."

O estudo foi iniciado como parte de um esforço de pesquisa em andamento liderado pelo LLNL e apoiado pelo Escritório de Defesa, Pesquisa e Desenvolvimento de Não Proliferação Nuclear da Administração de Segurança Nuclear Nacional. Huber e a equipe afirmam que os avanços na física antineutrino aplicada têm o potencial de fortalecer o Tratado de Não Proliferação de Armas Nucleares existente, que fornece uma estrutura para facilitar o uso pacífico da tecnologia nuclear e, ao mesmo tempo, reduzir os riscos de proliferação de armas nucleares por meio de salvaguardas, monitoramento, e verificação.

Em seu jornal, os pesquisadores veem potencial para três aplicações da tecnologia antineutrino - monitoramento de reator nuclear de campo próximo, monitoramento de campo distante, e monitoramento do combustível nuclear usado. Eles concluem que a tecnologia antineutrino estacionada a cerca de 100 metros de um reator nuclear pode garantir que as nações não estejam fabricando e desviando material utilizável em armas sob a cobertura da produção de energia civil. Ao medir a quantidade de antineutrinos produzidos durante um determinado período, é possível quantificar aproximadamente a quantidade de plutônio ou urânio em um reator.

Na área de monitoramento de campo distante, os pesquisadores também disseram que a tecnologia para detectar a atividade do reator nuclear na descoberta ou exclusão em intervalos de 120 milhas é possível. Uma terceira aplicação da tecnologia antineutrino para detectar o desvio de material poderia ser monitorar o combustível irradiado que tem sido usado para operar reatores nucleares.

Vários dos autores do artigo estão envolvidos nos esforços para desenvolver a tecnologia de detecção de antineutrino.