На Западе разработали детектор, который выявляет любые ядерные объекты на расстоянии до 442 километров
Первый тестовый вариант радара будет построен в Великобритании и, по словам физиков, сможет обнаруживать гражданские и военные ядерные объекты, включая места разработки и хранения ядерного оружия, в радиусе от 160 до 442 километров. Учёные объяснили, как работает экспериментальная технология отслеживания и сколько она стоит.
Команда учёных из Шеффилдского университета в Великобритании и Гавайского университета в США разработали проект экспериментального детектора, который сможет измерять уровень антинейтрино на больших расстояниях и определять параметры ядерной реакции, ставшей источником этих античастиц, сообщает научный портал Interesting Engineering со ссылкой на разработчиков проекта.
Антинейтрино — это нейтральная античастица в атоме, обладающая почти нулевой массой, не имеющая электрического заряда и практически не взаимодействующая с веществом. Она может проходить через большинство известных препятствий (даже через всю Землю или километры свинцовых стен) и её крайне сложно обнаружить. Антинейтрино образуются при ядерных реакциях или делении атомов, в том числе в ядерных реакторах или при распаде радиоактивных элементов.
«Технология ядерного деления снова набирает популярность в мире как источник электроэнергии без углеродных выбросов, однако ядерные реакторы могут использоваться для тайного создания материалов для ядерного оружия (плутония-239 или, чаще всего, высокообогащённого урана). Ядерные реакторы для гражданских нужд используют только низкообогащённый уран (до 5%), а для ядерного оружия требуется уран с уровнем обогащения выше 90%. Каждый из этих процессов испускает разное количество антинейтрино, которое может быть обнаружено нашим новым детектором.
Отслеживание антинейтрино позволит с высокой точностью определять источники этих античастиц (гражданские или военные, включая места разработки и хранения ядерного оружия), тип их топливных изотопов, а также расстояние от детектора до источников антинейтрино и рабочий цикл этих источников», — сообщает команда учёных из США и Великобритании.
Несмотря на то, что основной источник антинейтрино — это ядерная реакция, эти античастицы в малых количествах могут также испускаться при спонтанном распаде радиоактивных материалов ядерных боеголовок, находящихся в неактивном состоянии (например, если ядерное оружие старое, как, например, ракеты и бомбы советских времён, составляющие основу российской ядерной мощи, или если оружие изготовлено некачественно).
Учитывая, что антинейтрино могут проходить практически через любые известные препятствия, достаточно мощный детектор антинейтрино в теории сможет определять координаты мест хранения ядерного оружия, даже если они находятся в глубоких подземных бункерах.
Как работает технология и каков радиус действия детектора?
Для обнаружения антинейтрино детектор использует эффект Черенкова: излучение в виде синего света в форме конуса (видимое только приборами), которое возникает, когда антинейтрино взаимодействует с протоном в водной среде, создавая заряженную частицу позитрон (антипод электрона), которая под воздействием антинейтрино на короткое время переходит на сверхсветовую скорость. Реакция появления позитрона в водной среде вместе с его переходом на сверхсветовую скорость создаёт световой эквивалент звукового удара, который и фиксируется приборами в виде конуса синего света.
«Именно поэтому наш детектор будет содержать в своей конструкции несколько тонн воды с повышенным количеством протонов и органический жидкий сцинтиллятор (световой спектрометр, который определяет энергию частиц). Компоненты, которые будут использоваться для обнаружения эффекта Черенкова в этом типе детектора, требуют примерно от 1000 до 2000 вольт, и таких компонентов в конструкции будет более 4000. Радиус отслеживания радара составляет от 160 километров, а сам детектор в диаметре и высоте достигает 22 метров.
Первый тестовый образец детектора будет построен в Великобритании и будет стоить более 100 миллионов долларов (более 327 миллионов белорусских рублей). Расположенный в местечке Боулби (рядом с Мидлсбро и Хартлпулом), детектор сможет выявить не только все имеющиеся британские ядерные реакторы, но и часть французских», — пишет Interesting Engineering со ссылкой на одного из разработчиков детектора.
Авторы исследования подчёркивают, что при обнаружении ядерных объектов детектор может сталкиваться с погрешностями из-за космических лучей в верхних слоях атмосферы Земли, которые создают мюоны. Эти частицы могут попадать в детектор и также вызывать эффект Черенкова, что может немного повлиять на точность радара.
Максимальное расстояние отслеживания детектора учёные пока не назвали, но, судя по приведённой ими карте охвата гражданских ядерных объектов, можно сделать вывод, что речь идёт о радиусе до 442 километров (так как расстояние от британского местечка Боулби до французской АЭС Гравлин (Gravelines), отмеченной на карте, составляет 442 километра).
Радар с таким радиусом при гипотетическом размещении в Литве на Дявянишковском выступе мог бы охватить почти всю территорию Беларуси вместе с возможными местами размещения российского ядерного оружия (одно из таких может находиться под Осиповичами).
Второй пример — украинско-российская граница. Если детектор антинейтрино гипотетически был бы размещён около границы с Брянской областью России, то радиус отслеживания радаром мог бы охватить часть Москвы, её пригороды, а также некоторые места разработки и хранения российского ядерного оружия.
А вот как выглядел бы максимальный известный радиус охвата детектора, если бы он стоял на норвежской части границы с Россией. В таком случае радар охватил бы почти весь Кольский полуостров — одно из основных мест размещения российской военной ядерной инфраструктуры тактического и стратегического назначения.
Там находятся как минимум 4 хранилища ядерного оружия с суммарными запасами боезарядов в несколько сотен единиц, база подводных лодок (которые могут нести ядерные заряды) к северу от Мурманска и одна из главных российских авиабаз для стратегической дальней авиации Оленья.
Комментарии