Bilim insanları, tek başına var olmalarıyla ilgili efsanelere konu olan , Bigfoot ve banshee’lerin bilimsel olarak çürütülmesine rağmen, hayaletlerin aslında gerçek olduğuna dair bir kanıt daha buldular. Bu sefer söz konusu “hayalet”, elektrik yükü ve neredeyse hiç kütlesi olmayan, bu nedenle maddeyle çok nadiren etkileşim gösteren neutrinos ve antineutrinolar. İşte bilim insanları tarafından “hayalet parçacıklar” olarak adlandırılan bu yapılar, nükleer reaktörlerin güvenliğini artırmak için kullanılabilecek benzersiz bir potansiyele sahip.
Son dönemde elde edilen önemli bir başarıyla, fizikçiler bu gizemli emisyonu ilk kez ölçtüler. Max Planck Nükleer Fizik Enstitüsü’nden (MPIK) araştırmacılar ve Double Chooz Collaboration ekibi, teorik olarak öngörülen ancak daha önce doğrudan ölçülemeyen bu antineutrino akısını, Fransa’daki iki nükleer reaktörün çekirdeklerinden ve ayrıca soğutma havuzlarında bulunan atık malzemelerden yayılan dim, ürkütücü ışıltı şeklinde tespit ettiler.
“Daha önce yapılan çalışmalar genellikle çalışan reaktörlere odaklanmıştı. Çünkü o durumda antineutrino akısı çok daha yüksektir,” diye açıklıyor MPIK’deki fizikçi Anthony Onillon ve çalışmanın ortak liderlerinden biri. “Ancak, kapatılan bir reaktörden yayılan bu küçük sinyali tespit etmek için son derece düşük arka plan gürültüsü ve Double Chooz işbirliği tarafından yıllar içinde geliştirilen özel analiz teknikleri gerekiyordu.”
2011’den 2017’ye kadar faaliyet gösteren Double Chooz deneyi, Fransa’nın kuzeyindeki Chooz Nükleer Enerji Santrali’ndeki iki çalışan reaktörden yayılan muazzam miktardaki antineutrino akısını incelemek için tasarlanmıştı. Deney, güç santralinin iki reaktöründen yaklaşık 400 metre ve 1050 metre uzaklıkta yer alan iki yeraltı dedektörü kullanmıştır.
Neutrinos ve antineutrinolar, hareket ederken “kuantum Neapolitan” olarak adlandırılan ilginç bir süreçle, yani türlerini değiştirirler. Bu durum, Fermilab’daki fizikçilerin anlattığına göre, bir dondurma konisinin farklı tatlara dönüşmesi gibidir.
Fizikçiler doğrudan antineutrinoları ‘göremezler’ ; ancak, özel olarak tasarlanmış dedektörlerdeki diğer parçacıklarla etkileşimleri sonucu ortaya çıkan sinyalleri analiz ederek varlıklarını tespit edebilirler. MPIK’deki fizikçi Thierry Lasserre, “Antineutrinolar sadece çok nadiren maddeyle etkileşime girer,” diye açıklıyor. “Ancak, Double Chooz dedektöründe bir antineutrino ile etkileşim gerçekleştiğinde, arka plan olaylarından ayırt edilebilen karakteristik çift ışık sinyali oluşur.”
Bu olay, bir kamyon dolusu Mentos’un bira kutusuna düşmesi gibi, belirgin bir etki yaratır. Bir neutrino veya antineutrino Double Chooz dedektöründen geçerken, bazen dedektörün içindeki “sıvı sintilatör” içinde bulunan bir protonla çarpışır. Bu çarpışma, bir nötron ve elektronun karşı parçacığı olan pozitronu üretir. Pozitron anında etrafındaki bir elektronla yok olur ve sintilatör tarafından yayılan ışık sinyalini tetikler.
Bu olaya ters beta bozunumu (TBB) denir ve genellikle uranyum ve plütonyum gibi elementlerin fisyon sürecinde reaktörlerde büyük miktarlarda antineutrino üretir. Bu, insan yapımı antineutrinoların en önemli kaynağıdır ve bu akışın izlenmesi, nükleer güvenlik konusunda değerli bilgiler sağlayabilir.
Çalışma sırasında, araştırmacılar her iki reaktör çekirdeği kapatıldığında 17,2 gün boyunca gözlemlenen dönemde, beklenen antineutrino olaylarıyla çok iyi bir uyum sağlayan 106 ±18 ölçülen olaya rastladılar. Bu, reaktör çalışması sırasında gözlemlenen akışın %1’inden daha azdır.
Bu tekniğin hassasiyeti hala geliştirilebilir; ancak, araştırmacılar belirtildiği gibi, örneğin birkaç kullanılmış yakıt çubuğunun kaybolup kaymadığını tespit etmek mümkün olmayabilir. Genel olarak, bu çalışma, gelecekteki nükleer güvenlik standartlarını geliştirmek için kullanılabilecek doğrudan ve invaziv olmayan bir nükleer test yöntemi sunmaktadır.
Bu araştırma, [DERGİ ADI] ‘nda yayınlanmıştır. Bu makale, Fiona MacDonald tarafından kontrol edilmiş ve Fiona MacDonald tarafından düzenlenmiştir. Süreçlerimize güvensek de, hatalar yapabiliriz. Bir hata görürseniz, lütfen bize bildirin .
Kaynak: Sciencealert
