Detectar neutrinos provenientes de centrales nucleares

Los neutrinos son partículas subatómicas que interactúan con la materia de forma extremadamente débil. Se producen en muchos tipos de desintegración radiactiva, como la que tiene lugar en el núcleo del Sol y la que ocurre en los reactores nucleares. Además, los neutrinos son imposibles de bloquear: viajan fácilmente desde el núcleo de un reactor nuclear hasta un detector lejano, e incluso a través de la propia Tierra. Detectar las diminutas señales que dejan los neutrinos a su paso requiere enormes dispositivos extremadamente sensibles. El experimento SNO+ acaba de demostrar un modo inusualmente simple de detectar los neutrinos de un reactor.

En las instalaciones del experimento internacional SNO+, emplazado en Canadá, se ha conseguido demostrar por vez primera que, usando agua normal, es posible detectar neutrinos provenientes de un reactor nuclear situado tan lejos como 240 kilómetros.

La medición hecha en el SNO+ demuestra que los reactores nucleares distantes pueden observarse con algo tan sencillo y barato como el agua. Los reactores no pueden interceptar los neutrinos que producen. Esto significa que mediante detectores basados en el agua es posible hacer labores de vigilancia destinadas a garantizar la no proliferación nuclear. Al igual que el SNO+, estos detectores deberían estar muy limpios de radiactividad, ser grandes (SNO+ contiene 1.000 toneladas de agua) y ser capaces de detectar la ínfima cantidad de luz que producen los neutrinos.

Parte del detector SNO+ a 2 kilómetros de profundidad en una mina de Ontario, Canadá. La imagen muestra un sector del depósito de 12 metros de diámetro lleno de 1.000 toneladas de agua y algunos de los sensores de luz que detectan minúsculas cantidades de luz procedentes de las interacciones de los neutrinos. (Foto: SNO+ Collaboration)

Se creyó durante mucho tiempo que las minúsculas señales (solo entre 10 y 20 fotones) creadas por los neutrinos de un reactor nuclear en un detector basado en el agua harían imposible detectar esos neutrinos, sobre todo estando el detector lejos del reactor. Sin embargo, al asegurarse de que en el detector no hubiera ni traza de radiactividad, y al tener este un umbral de energía más bajo que el de cualquier otro detector basado en agua, se ha logrado que el SNO+ haya visto estas señales y se haya demostrado que procedían de reactores nucleares situados al menos a 240 kilómetros de distancia.

Los detectores de neutrinos basados en el agua tienen varias ventajas. Son baratos y pueden construirse en tamaños lo bastante grandes. Todo esto los hace útiles para vigilar reactores nucleares a través de fronteras internacionales.

Los científicos del experimento internacional SNO+ exponen los detalles de su detección de neutrinos en la revista académica Physical Review Letters, bajo el título “Evidence of Antineutrinos from Distant Reactors Using Pure Water at SNO +”. (Fuente: NCYT de Amazings)