Một nghiên cứu vừa công bố trên Physical Review Letters cho thấy các nhà khoa học thuộc thí nghiệm Double Chooz đã lần đầu tiên đo định lượng được dòng phản neutrino phát ra từ nhiên liệu hạt nhân sau khi lò phản ứng đã tắt.

Phát hiện được thực hiện tại nhà máy điện hạt nhân Chooz B ở miền bắc nước Pháp, nơi thiết bị dò Double Chooz được đặt cách hai lõi lò phản ứng khoảng 400m.

Thông thường khi lò phản ứng đang vận hành, quá trình phân hạch tạo ra một lượng khổng lồ phản neutrino - những hạt hạ nguyên tử cực nhẹ và gần như không tương tác với vật chất. Tuy nhiên, việc tắt lò không khiến tín hiệu này biến mất ngay lập tức.

Các sản phẩm phân hạch phóng xạ còn lại trong nhiên liệu tiếp tục phân rã. Chính quá trình đó tạo ra một dòng phản neutrino yếu hơn rất nhiều, giống như một dạng "ánh sáng tàn" hay "ánh sáng ma" vô hình còn sót lại sau khi nguồn chính đã tắt. Đây không phải ánh sáng mà mắt người có thể nhìn thấy.

Nhóm Double Chooz phân tích 17,2 ngày dữ liệu khi cả hai lò phản ứng đều ngừng hoạt động. Trong 17,2 ngày cả hai lò đều tắt, máy dò ghi nhận 106 tín hiệu có đặc điểm giống phản neutrino. 

Sau khi tính đến nhiễu nền, các nhà khoa học xác nhận đây là bằng chứng có độ tin cậy rất cao cho thấy nhiên liệu hạt nhân vẫn tiếp tục phát phản neutrino sau khi lò ngừng hoạt động.

Thách thức nằm ở bản chất của phản neutrino. Hàng nghìn tỉ hạt có thể xuyên qua vật chất mà hầu như không để lại dấu vết. Chỉ một phần cực nhỏ tương tác bên trong máy dò và tạo ra tín hiệu ánh sáng đủ để thiết bị nhận biết.

Theo Viện Vật lý hạt nhân Max Planck, nhóm nghiên cứu phải dựa vào mức nhiễu nền rất thấp cùng những phương pháp phân tích được phát triển trong nhiều năm mới có thể tách tín hiệu yếu này khỏi các nguồn nhiễu khác.

Phát hiện có ý nghĩa vượt ra ngoài vật lý hạt cơ bản. Vì phản neutrino có thể xuyên qua lớp bê tông, kim loại và các cấu trúc che chắn của lò phản ứng, việc đo chúng có thể cung cấp thông tin về tình trạng nhiên liệu mà không cần tiếp cận trực tiếp bên trong.

Các nhà khoa học cho rằng trong tương lai, công nghệ này có thể hỗ trợ giám sát lò phản ứng và nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng, giúp kiểm tra độc lập một lò đang hoạt động, đã ngừng hay lượng nhiên liệu bên trong thay đổi ra sao. Đây cũng là hướng có tiềm năng đối với các chương trình bảo đảm an toàn và kiểm soát vật liệu hạt nhân.

Yêu cầu điều tra cái chết, mất tích bí ẩn của loạt nhà khoa học Mỹ nắm giữ bí mật hạt nhân, vũ trụ

Ông Trump yêu cầu điều tra sau khi ít nhất 11 nhà khoa học hạt nhân và hàng không vũ trụ Mỹ chết hoặc mất tích từ năm 2022.