科学家首次在核反应堆停机后捕捉到微弱的“幽灵信号”

科学家近日首次在核反应堆完全停机后，直接捕捉到了残余放射性衰变产生的微弱反中微子信号。这一被形象称为“幽灵信号”的辐射现象，由国际科研团队在法国舒兹核电站完成测量，相关成果已发表于《物理评论快报》。该发现表明，即使反应堆停止运转，内部的微观物理过程也并未彻底沉寂。

反中微子是目前已知宇宙中最轻、最难以捕捉的基本粒子之一，具有极强穿透力，能几乎无阻碍地穿过反应堆结构和防护层。此次研究由德国马克斯·普朗克核物理研究所的安东尼·奥尼永和蒂埃里·拉塞雷领导，依托“双舒兹”实验装置完成。该装置位于舒兹核电站两座反应堆堆芯约400米外的地下实验室。

探测器内部充填了超过30立方米的液体闪烁体，当反中微子与物质发生极为罕见的相互作用时，会产生特征性的双闪光信号，从而从背景干扰中被精准识别。在两座反应堆完全停机维护期间，研究团队利用该装置进行了长达17.2天的连续观测。

在观察期内，团队共记录到约100起与堆芯及附近乏燃料冷却池残余放射性相关的反中微子候选事件。实测数据与基于核燃料残余存量及长寿命裂变产物衰变模型得出的预测高度吻合，从实验上首次直接证实了停机反应堆辐射反中微子的理论。

研究人员指出，以往反中微子实验多聚焦于运行中的反应堆，因其粒子通量更为庞大。而从停机后的微弱信号中剥离这一“残余声音”，依赖于多年来开发的超低背景噪声控制与精细分析技术。此次突破为核安全监控提供了新思路。

该发现开辟了反中微子探测器的全新应用场景。未来，这类探测器不仅能在反应堆正常发电时发挥作用，还可在设备停机维护或关停期间持续“监听”内部状态，为独立核查反应堆运行状态、评估乏燃料库存提供非侵入式的科学依据。