ABD'deki iki nötrino fizikçisi, nükleer enerjiyle çalışan denizaltılarda reaktör bölmelerine girmeden silah kalitesinde uranyumun varlığını tespit etmenin yeni bir yolunu önerdi. Bir denizaltının reaktörü kapalıyken limanda yürütülebilecek prosedür, yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyumun silah programlarına yönlendirilmesine karşı korunmaya yardımcı olabilir.

Nükleer Silahların Yayılmasını Önleme Anlaşması, nükleer maddenin - Uluslararası Atom Enerjisi Birliği tarafından izlendiği yerlerde - sivil enerji santrallerinden nükleer silahlara transferini yasaklamaktadır. Bununla birlikte, nükleer enerjiyle çalışan denizaltılar ve uçak gemileri gibi patlayıcı olmayan askeri kullanımlara aktarılmasına izin verir. Bununla birlikte, nükleer malzeme sivil alandan askeri alana aktarıldığında, takibi çok daha zor hale gelir.

Ülkeler, denizaltılarının tam hareketlerini açıklamak istemiyor, bu da kullanımdayken onları izlemeyi imkansız kılıyor ve bazıları daha da gizli. "Nötrinoları unutursanız, bir sonraki en iyi öneri, nötron monitörlerini kullanmayı içerir - nötronları emen ve sonuç olarak radyoaktif hale gelen pasif hedefler." açıklar Patrick Huber Virginia Tech'in; “Onları reaktör bölmesine koyuyorsunuz ve gemi limandayken geri alıyorsunuz. "Bu, bir müfettişin reaktör bölmesine girmesini gerektiriyor ve bildiğimiz kadarıyla hiçbir yabancı bir ABD gemisinin reaktör bölmesine girmedi."

acil ihtiyaç

ABD ve İngiltere yakın zamanda nükleer olmayan bir devlet olan Avustralya'ya nükleer denizaltı satma konusunda anlaştıkları için bu endişe daha da acil hale geldi. Avustralya'nın bir nükleer bomba yapmaya teşebbüs etmesi pek olası değildir, ancak silah kalitesinde uranyumun nükleer olmayan devletlere transferi, bunun silah yapmaya yönlendirilmediğini doğrulamak için bir yönteme duyulan ihtiyacın altını çiziyor.

Denizaltılar, yaklaşık %90 uranyum-235 olan yüksek oranda zenginleştirilmiş, silah sınıfı uranyum veya çoğunlukla uranyum-238 olan düşük düzeyde zenginleştirilmiş uranyum ile doldurulabilir. Bu nedenle devletler varsayımsal olarak ya denizaltılardan yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyumu basitçe çıkarabilir ya da düşük düzeyde zenginleştirilmiş uranyumla değiştirerek, nükleer silah programlarını gizlice sürdürürken nükleer denizaltıların çalışmaya devam etmesine izin verebilir. Huber, "Öncelikli amaç, denizaltında gerçekten bir reaktör olduğunu doğrulamak ve ikinci hedef, söylediği şeyle yakıt doldurup doldurmadığını kontrol etmek olacaktır" diye açıklıyor.

Huber ve Virginia Tech meslektaşı Bernadette Cogswell çalışan bir nükleer reaktörün çeşitli yarı ömürlerle bozunan radyoaktif izotoplar ürettiği gerçeğini kullanmayı öneriyor. Bu bozunmalardan gelen nötrinoların neredeyse tamamı, doğrudan reaktör bölmesinden geçecek ve denizaltının altındaki bir detektör tarafından izlenebilecekti. Ayrıca, farklı yakıt türleri farklı radyoaktif izotoplar üretebilir ve bunlar farklı nötrino sinyallerinden tanımlanabilir.

Spesifik olarak, uranyum-235 doğrudan bölünebilirken, uranyum-238'in bölünmeden önce plütonyum-239'a beta bozunmasına maruz kaldığını hesapladılar. Bu nedenle, plütonyum-239 bozunmasının fisyon ürünleri, reaktörde düşük düzeyde zenginleştirilmiş uranyum kullanıldığını düşündürür. Pek çok radyoaktif izotop, hem uranyum-235 hem de plütonyum-239'un nükleer fisyonuyla üretilir, ancak araştırmacılar için iki tanesi göze çarpıyordu - her ikisi de nötrino emisyonunu içeren bozunmalara uğrayan seryum-144 ve rutenyum-106.

Bozulma özelliklerinin benzersiz kombinasyonu

144 günlük bir yarılanma ömrü ile ters beta bozunmasına uğrayan seryum-411, uranyum-235 fisyonu ile plütonyum-239 fisyonundan biraz daha büyük miktarlarda üretilirken, ters beta bozunmasına yarı yarıya maruz kalan rutenyum-106- 536 günlük ömür, plütonyum-239 fisyonu ile büyük miktarlarda üretilir, ancak uranyum-235 fisyonu ile zar zor üretilir. Her iki izotop da, varsa, reaktör kapalıyken bir gemi kenetlendiğinde sürekli olarak bozunarak farklı enerjilere sahip nötrinolar üretecektir: "Bunun yerine kullanabileceğimiz 50 izotop yok gibi," diyor Huber; "Bu izotopların sahip olduğu özelliklerin oldukça benzersiz bir kombinasyonu."

Huber, bazı ülkelerin deniz reaktörlerinde yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum kullanımını tamamen ortadan kaldırmak için harekete geçtiğine ve Fransız nükleer denizaltılarının artık bunu kullanmadığına dikkat çekiyor. Bu nedenle, bir gün testleri, bir reaktör bölmesinde silah kalitesinde uranyumun varlığından ziyade yokluğunu doğrulamak için kullanılabilir.

nötrino fizikçisi Jason Detwiler Seattle'daki Washington Üniversitesi'nden Dr. ikilinin çalışmasından etkilendi. "Bildiğim kadarıyla, nötrinoların kullanıldığı nükleer silahların yayılmasını önleme çalışmalarının çoğu, bir reaktör çalışırken aniden çıkan nötrinoları saptamaya odaklanmıştır". Araştırmacıların bir çift izotop ve bunları bir yıl veya daha uzun süre nispeten kolaylıkla tespit edebilmesi gereken nispeten yeni bir tür nötrino dedektörü tanımlamasını ve bunların bir sinyal verdiğini göstermesini "gerçekten ilginç" olarak tanımlıyor. nükleer silahların yayılmasının önlenmesine yönelik temel endişeye karşılık gelir. "Bir bilim adamının öngörebileceği tüm güçlükleri giderdiler" diyor.

Araştırma şu şekilde açıklanmaktadır: Physical Review Letters.