Lapání tajemných neutrin na argentinském reaktoru Atucha 2 jaderná fyzika a energetika Marie Dufková

V kontejnmentu argentinského reaktoru Aucha II je instalována souprava pro detekci neutrin. Je součástí americko-argentinského experimentu, jehož cílem je získat více informací o dosud stále víceméně tajemných částicích. Jaderné elektrárny se již dříve využívaly pro studium neutrin, ale toto je první takový experiment prováděný uvnitř kontejnmentu.

Atucha 2 je tlakovodní reaktor chlazený a moderovaný těžkou vodou s výkonem 745 MW_e, který od roku 2014 vlastní a provozuje společnost Nucleoelectrica Argentina SA (NA-SA).

„Vybrali jsme si blok Atucha II, protože má velký výkon a poskytuje nám vhodné místo v těsné blízkosti aktivní zóny reaktoru,“ řekl Ivan Sidelník, vedoucí oddělení neutronové fyziky z Atomového centra Bariloche. „Má také skvěle vyškolené techniky, kteří nám pomohli s instalací a poskytují stálou podporu.“ Ivan je jedním z lídrů tohoto výzkumu spolu s výzkumníky z Fakulty exaktních věd Univerzity Buenos Aires a Národní komise pro atomovou energii. Myšlenkou projektu je studovat vlastnosti částic, které mají velmi malou hmotnost a nenesou elektrický náboj. „Za tímto účelem jsme instalovali pouhých 12 metrů od jaderného reaktoru Atucha II detektor. Jaderné reaktory jsou jedním z největších producentů neutrin na světě. Neutrina pocházejí ze štěpných reakcí, které probíhají uvnitř reaktoru a jsou zcela neškodná, protože jakákoliv ‚běžná hmota‘ je pro ně téměř ‚průhledná‘.“ Studium neutrin by mohlo pomoci porozumět některým záhadám vesmíru a pochopit chování hmoty.

Jaderný reaktor jako bohatý zdroj neutrin

Neutrina pocházejí z přírodních radioaktivních rozpadů v celém vesmíru a jsou tedy přítomna všude, ale jejich velmi malá hmotnost a absence elektrického náboje znamená, že téměř neinteragují s hmotou, a proto je obtížné je detekovat a studovat. Jaderné reaktory však produkují neutrina při každé štěpné reakci, a představují tak lokální a vysoce koncentrovaný zdroj těchto neškodných částic.

Projekt vIOLETA

Sidelnik a další vědci z projektu vIOLETTA používají citlivé CCD zařízení Skipper navržené a připravené laboratořemi Fermilab a Berkeley National Laboratory v USA. To dokáže, podobně jako digitální fotoaparát, detekovat interakce mezi neutriny a křemíkovou matricí s velmi nízkým energetickým prahem. Experimentální uspořádání vědcům umožní získat poznatky o neutrinech v dosud neprozkoumaných nízkých energetických rozsazích. (Malé písmeno „v„ v názvu projektu vIOLETA – anglicky Neutrino Interaction Observation with Low Energy – odkazuje na obecně užívaný symbol částice neutrino, řecké písmenko "ný".)

Komplikací projektu vIOLETTA je, že detektor musí být chlazen na -230 °C, i když je ve vzdálenosti 12 metrů od aktivní zóny reaktoru Atucha 2, uvnitř které dosahují teploty až 300 °C. Musí být také chráněn před vibracemi způsobenými provozem elektrárny. Výsledky snímané zařízením mohou být pozorovány on-line na vzdálených pracovištích.

Atucha

Jaderná elektrárna Atucha II, pojmenovaná po prezidentu Dr. Néstor Carlos Kirchnerovi, začala dodávat energii do sítě 27. června 2014. Stejně jako její mladší sestra Atucha I, leží na pravém břehu řeky Paraná, ve městě Lima, okres Zárate, 100 km od města Buenos Aires. a má výkon 745 MW_e. Základní kámen elektrárny byl položen v roce 1982, v roce 1994 byla výstavba přerušena až do r. 2006. Po reaktivaci Jaderného plánu Argentiny dosáhla Atucha II své první kritičnosti 3. června 2014 a 27. června 2014 byla synchronizována s národní elektrizační sítí. V přípravě je reakor Atucha III, který bude stát na stejném místě a bude využívat čínskou technologii tlakovodního reaktoru Hualong One (HPR 1000). 

Atucha II zahrnuje a využívá  provozní zkušenosti získané z Atucha I.

Typ reaktoru: Tlaková nádoba.

Tepelný výkon: 2.175 MW_t .

Hrubý elektrický výkon: 745 MW_e

Moderátor a chladicí kapalina: Těžká voda (D₂O).

Palivo: Přírodní uran 

Ze 445 provozovaných jaderných elektráren na světě jen čtyři experimentují s neutriny a pouze jedna (Atucha II) provádí výzkum přímo v kontejnmentu.

Zdroj: Tisková zpráva Nucleoelectrica Argentina SA.

Více na Nucleoelectrica (na-sa.com.ar) a Technický popis - vIOLETA Experiment