用水检测核反应堆中的中微子

中微子 是 与物质相互作用极其微弱的亚原子粒子。它们在许多类型的放射性衰变中产生，包括在太阳的核心和核反应堆中。中微子也是不可能被阻挡的——它们很容易从核反应堆的核心传播到远处的探测器，甚至穿过地球本身。因此，检测来自中微子的微小信号需要极其灵敏的大型设备。SNO+ 实验刚刚表明，装满简单水的探测器仍然可以探测到反应堆中微子，即使中微子在探测器中只产生微小的信号。

影响

SNO+ 测量表明，可以使用像水这样简单且廉价的东西来观察和监测遥远的核反应堆。反应堆无法屏蔽它们产生的中微子。这意味着 SNO+ 的测量证明了这种水探测器可以在确保核不扩散方面发挥作用的想法。像 SNO+ 一样，这样的探测器仍然需要非常干净，没有任何 放射性，体积大(SNO+ 含有 1,000 吨水)，并且能够探测到中微子产生的微量光。然而，水的使用意味着非常大的探测器是可能的，并且是“看到”甚至非常远的反应堆的真正选择。

概括

长期以来，科学家们一直认为反应堆中微子在水探测器中产生的微小信号(仅 10-20 个光子)将无法探测到这些 中微子，特别是当探测器远离反应堆并且这些信号的速率非常低时. 通过确保探测器清洁无痕量放射性，并通过具有比以往建造的任何水探测器更低的能量阈值，SNO+ 能够看到这些信号并显示它们来自至少 240 公里(150 英里)外的核反应堆) 离开。测量仍然非常困难，因为需要识别和去除来自残余放射性和宇宙射线在大气中产生的中微子的背景(假事件) 。

水探测器有几个优点。它们价格低廉，而且体积可能非常大，因此可用于监测跨国界的反应堆。其他合作机构正在测试对这种监测的改进，包括使用水基液体闪烁体或在水中“装载”钆，这两种方法都会提高信号强度。这项工作来自 SNO+ Collaboration，这是一个由来自的大约 100 名科学家(宾夕法尼亚大学、加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室、加州大学戴维斯分校、布鲁克海文国家实验室、波士顿大学)的国际合作和芝加哥大学)、加拿大、英国、葡萄牙、德国、中国和墨西哥。SNO+位于加拿大地下实验室SNOLAB。