原子炉の残光を初検出、反ニュートリノで監視に道

科学者らは、原子炉が停止した後に残る微弱な反ニュートリノ信号を初めて測定した。検出はフランス北部のショワーズ原子力発電所で行われた。反ニュートリノは宇宙で最も軽く、最も捉えにくい既知の粒子であり、原子炉やその遮蔽をほとんど妨げられずに通過する。

この研究成果は2026年8月14日付の『フィジカル・レビュー・レターズ』に掲載された。

測定を主導したのは、ドイツ・ハイデルベルクのマックス・プランク核物理学研究所のアンソニー・オニヨン氏とティエリー・ラセール氏。

Double Chooz検出器は、発電所の2つの原子炉から約400メートル離れた地下に設置されており、30立方メートル以上の液体シンチレータを含む。このシンチレータは反ニュートリノが相互作用すると発光する。

研究者らは、両原子炉が完全に停止している間に収集した17.2日分のデータを解析し、炉心の残留放射能と近くの使用済み燃料プールに関連する約100件の反ニュートリノ候補事象を記録した。

検出された信号は、残存核燃料と長寿命核分裂生成物の崩壊に関するシミュレーションとよく一致した。これは、停止した原子炉と使用済み燃料に関する予測を初めて直接実験で確認したことになる。

この能力は、反ニュートリノ検出器が、保守中や停止後の原子炉に関する独立した情報を提供できることを示唆しており、原子炉監視、原子力安全、保障措置に役立つ可能性がある。

オニヨン氏によると、この微小な残留信号を検出するには、非常に低いバックグラウンドと、長年にわたって開発された解析技術が必要だった。

これまで、原子炉反ニュートリノ実験は主に運転中の原子炉に焦点を当てており、そこではフラックスがはるかに大きい。

Double Choozはもともとニュートリノ振動を研究するために建設され、ニュートリノが種類を変える際の重要なパラメータである混合角θ13の測定に貢献した。

Neutrino 2026で発表されたJUNO-TAOの初期結果は、原子炉停止データを用いて使用済み核燃料からの微弱な反ニュートリノ信号を分離しようとしている。Double Choozの測定は、停止した原子炉と使用済み燃料プールからの残留信号を研究するための最初の公表された基準を提供する。