На Захадзе распрацавалі дэтэктар, які выяўляе любыя ядзерныя аб'екты на адлегласці да 442 кіламетраў
Першы тэставы варыянт радара будзе пабудаваны ў Вялікабрытаніі і, па словах фізікаў, зможа знаходзіць цывільныя і вайсковыя ядзерныя аб'екты, уключаючы месцы распрацоўкі і захоўвання ядзернай зброі, у радыусе ад 160 да 442 кіламетраў. Навукоўцы распавялі, як працуе эксперыментальная тэхналогія адсочвання і колькі яна каштуе.
08.10.2024 / 14:55
Максімальны вядомы радыус адсочвання эксперыментальнага дэтэктара (канструкцыя радара пазначана справа), калі б той гіпатэтычна быў размешчаны на Дзевянішкаўскім выступу Літвы (мапа пазначана злева). Фоты: mapsdirections.info / Interesting Engineering
Каманда навукоўцаў з Шэфілдскага ўніверсітэта ў Вялікабрытаніі і Гавайскага ўніверсітэта ў ЗША распрацавалі праект эксперыментальнага дэтэктара, які зможа вымяраць узровень антынейтрына на вялікіх адлегласцях і вылічаць параўнальныя параметры ядзернай рэакцыі, якая стала крыніцай з'яўлення гэтых антычасціц, піша навуковы партал Interesting Engineering са спасылкай на стваральнікаў праекту.
Антынейтрына — бяззарадная антычасціца ў атаме, якая мае амаль нулявую масу, не валодае электрычным зарадам і амаль ніяк не ўзаемадзейнічае з рэчывам, таму яна можа праходзіць праз большасць вядомых перашкод (нават скрозь усю Зямлю ці кіламетры свінцовых сцен) і яе вельмі складана выявіць на прыборах. Як і нейтрына, узнікае падчас любых ядзерных рэакцый ці дзялення атама (пераважна падчас працы ядзерных рэактараў), альбо пры распадзе радыеактыўных элементаў.
«Тэхналогія дзялення ядра зноў набывае папулярнасць у свеце як крыніца электраэнергіі без вугляродных выкідаў, аднак разам з гэтым ядзерныя рэактары могуць выкарыстоўвацца для таемнага стварэння матэрыялаў для ядзернай зброі (плутонія-239 ці часцей за ўсё высокаўзбагачанага ўрану). Самі рэактары для цывільных патрэб выкарыстоўваюць толькі нізкаўзбагачаны ўран (да 5 працэнтаў), а ядзерная зброя мае патрэбу ва ўране з узроўнем узбагачэння звыш 90%. І кожны з гэтых працэсаў выпраменьвае розны ўзровень антынейтрына, які можа быць выяўлены нашым новым дэтэктарам.
Адсочванне антынейтрына дазволіць з высокай дакладнасцю вылічаць крыніцы з'яўлення гэтых антычасціц (цывільныя ці вайсковага прызначэння, уключаючы месцы распрацоўкі і захоўвання ядзернай зброі ), від іх ізатопаў паліва, а таксама адлегласць ад дэтэктара да крыніц антынейтрына і працоўны цыкл гэтых крыніц», — паведамляе каманда навукоўцаў з ЗША і Вялікабрытаніі.
Нягледзячы на тое, што асноўнай крыніцай антынейтрына з'яўляецца менавіта ядзерная рэакцыя, гэтыя антычасціцы ў малых колькасцях таксама могуць выпраменьвацца пры спантанным распадзе радыеактыўных матэрыялаў ядзерных боегаловак, якія знаходзяцца ў неактыўным стане (напрыклад, калі ядзерная зброя з'яўляецца старой, як, напрыклад, ракеты і бомбы савецкіх часоў, якія складаюць аснову расійскай ядзернай моцы, ці калі зброя выраблена няякасна).
Улічваючы тое, што антынейтрына могуць праходзіць амаль праз усе вядомыя перашкоды, то дастаткова магутны дэтэктар антынейтрына ў тэорыі зможа выяўляць каардынаты месцаў захоўвання ядзернай зброі, нават калі яны знаходзяцца ў глыбокіх падземных бункерах.
Як працуе тэхналогія і які радыус дзеяння дэтэктара?
Для выяўлення антынейтрына дэтэктар выкарыстоўвае эфект Чаранкова: выпраменьванне ў выглядзе сіняга святла ў форме конуса (якое бачнае толькі на прыборах), якое ўзнікае, калі антынейтрына ўзаемадзейнічае з пратонам у водным асяроддзі, ствараючы зараджаную часціцу пазітрон (антыпод электрона), які пад уплывам антынейтрына на кароткі час пераходзіць на звышсветлавую хуткасць. Рэакцыя ўзнікнення пазітрона ў водным асяроддзі разам з яго пераходам на звышсветлавую хуткасць стварае светлавы эквівалент гукавога ўдару, які і адлюстроўваецца на прыборах у выглядзе конуса сіняга святла.
«Менавіта таму наш дэтэктар будзе ўтрымліваць у сваёй канструкцыі некалькі тон вады з павышанай колькасцю пратонаў і арганічны вадкі сцынтылятар (светлавы спектрометр, які вызначае энергію часціцы). Кампаненты, якія будуць выкарыстоўваюцца для выяўлення эфекта Чаранкова ў такім тыпе дэтэктара, патрабуюць прыкладна ад 1000 да 2000 вольт, і такіх кампанентаў у канструкцыі будзе больш за 4000. Радыус адсочвання радара складае ад 160 кіламетраў, а сам дэтэктар у дыяметры і ў вышыню дасягае 22 метраў.
Першы тэставы ўзор дэтэктара будзе пабудаваны ў Вялікабрытаніі і будзе каштаваць звыш 100 мільёнаў даляраў (звыш 327 мільёнаў беларускіх рублёў). Знаходзячыся ў мястэчку Боулбі (побач з Мілдсбра і Хартлпулам), дэтэктар зможа выявіць не толькі ўсе наяўныя брытанскія ядзерныя рэактары, але частку французскіх», — піша Interesting Engineering са спасылкай на аднаго з распрацоўшчыкаў дэтэктара.
Аўтары даследавання пры гэтым падкрэсліваюць, што падчас выяўлення ядзерных аб'ектаў у дэтэктара можа ўзнікнуць пагрэшнасць з-за касмічных праменяў у верхніх пластах атмасферы Зямлі, якія ствараюць мюёны. Гэтыя часціцы могуць трапляць у дэтэктар і таксама выклікаць эфект Чаранкова, што можа крыху ўплываць на дакладнасць радара.
Мапа з пазнакай ядзерных рэактараў Вялікабрытаніі і Францыі, якія трапляюць у радыус адсочвання эксперыментальнага дэтэктара антынейтрына, калі ён будзе пабудаваны ў брытанскім мястэчку Боулбі (побач з Мілдсбра і Хартлпулам). Крыніца: Interesting Engineering / Шэфілдскі ўніверсітэт (Вялікабрытанія) і Гавайскі ўніверсітэт (ЗША)
Максімальную адлегласць адсочвання дэтэктара навукоўцы яшчэ не называлі, аднак улічваючы прыведзеную імі мапу ахопаў цывільных ядзерных аб'ектаў, можна зрабіць выснову, што гаворка ідзе аб радыусе да 442 кіламетраў (бо адлегласць ад брытанскага мястэчка Боулбі да французскай АЭС Граўлін (Gravelines), якая пазначана на мапе, складае 442 кіламетры).
Радар з такім радыусам пры гіпатэтычным размяшчэнні ў Літве на Дзевянішкаўскім выступе мог бы пакрыць амаль усю тэрыторыю Беларусі разам з месцамі імавернага размяшчэння расійскай ядзернай зброі (адно з такіх можа знаходзіцца пад Асіповічамі).
Максімальны вядомы радыус адсочвання эксперыментальнага дэтэктара (да 442 кіламетраў), калі б той гіпатэтычна быў размешчаны на Дзевянішкаўскім выступу Літвы (блакітным колерам пазначана гіпатэтычнае месца знаходжання дэтэктара, а аранжавым — кнопка для пашырэння ці звужэння радыуса акружнасці на мапе). Скрыншот партала mapsdirections.info
Другі прыклад — украінска-расійская мяжа. Калі дэтэктар антынейтрына гіпатэтычна быў б размешчаны каля мяжы з Бранскай вобласцю Расіі, то радыус адсочвання радару змог бы пакрыць частку Масквы, яе прыгарады, а таксама некаторыя месцы распрацоўкі і захоўвання расійскай ядзернай зброі.
Максімальны вядомы радыус адсочвання эксперыментальнага дэтэктара (да 442 кіламетраў), калі б той гіпатэтычна быў размешчаны каля Дзяснянска-Старагуцкага нацыянальнага прыроднага парку Украіны на мяжы з Бранскай вобласцю Расіі (блакітным колерам пазначана гіпатэтычнае месца знаходжання дэтэктара, а аранжавым — кнопка для пашырэння ці звужэння радыуса акружнасці на мапе). Скрыншот партала mapsdirections.info
А вось, як бы выглядаў максімальны вядомы радыус ахопу дэтэктара, калі б той стаяў на нарвежскай частцы мяжы з Расіяй. У такім выпадку радар пакрываў бы амаль увесь Кольскі паўвостраў — адно з асноўных месцаў размяшчэння расійскай вайсковай ядзернай інфраструктуры тактычнага і стратэгічнага прызначэння.
Там знаходзяцца як мінімум 4 сховішчы ядзернай зброі з сумарнымі запасамі боезарадаў у некалькі сотняў адзінак, база падводных лодак (якія могуць несці ядзерныя зарады) на поўнач ад Мурманска і адна з галоўных расійскіх авіябаз для стратэгічнай далёкай авіяцыі Аленья.
Максімальны вядомы радыус адсочвання эксперыментальнага дэтэктара (да 442 кіламетраў), калі б той гіпатэтычна быў размешчаны на нарвежскай частцы мяжы з Расіяй. (блакітным колерам пазначана гіпатэтычнае месца знаходжання дэтэктара, а аранжавым — кнопка для пашырэння ці звужэння радыуса акружнасці на мапе). Скрыншот партала mapsdirections.info
Мядзведзеў прыгразіў ядзернай зброяй, калі вайна прыйдзе на тэрыторыю Беларусі
Чарговае выпрабаванне ядзернай міжкантынентальнай ракеты «Сармат» скончылася правалам
Усе ядзерныя дзяржавы летась павялічылі свае арсеналы. Пазітыў ёсць, але мала