Cum ar putea neutrinii să se asigure că combustibilul nuclear al unui submarin nu este militarizat

Submarinele nucleare ar putea oferi națiunilor necinstite o cale de acces la arme nucleare. Dar neutrinii ar putea ajuta la dezvăluirea încercărilor de a trece de la bărci la bombe.

Neutrinii, particule subatomice ușoare care sunt eliberate din reactoarele care alimentează submarinele nucleare, ar putea dezvălui modificarea sau îndepărtarea combustibilului nuclear în scopuri nefaste, raportează fizicienii într-o lucrare acceptată în Physical Review Letters. În mod esențial, această monitorizare ar putea fi efectuată de la distanță, în timp ce un submarin se află într-un port cu reactorul oprit.

Pentru a se asigura că țările care nu au arme nucleare nu le dezvoltă, inspectorii internaționali monitorizează utilizarea multor tipuri de tehnologie nucleară în întreaga lume. Submarinele nucleare sunt deosebit de îngrijorătoare. Multe dintre ele folosesc uraniu puternic îmbogățit, un tip de combustibil puternic care poate fi transformat relativ ușor în armament. Dar submarinele sunt protejate de monitorizare printr-o portiță. Spre deosebire de centralele nucleare, submarinele nucleare sunt utilizate în scopuri militare secrete, astfel încât inspecțiile fizice ar putea încălca securitatea națională a unei țări.

„Metodele bazate pe neutrini pot reduce considerabil caracterul intruziv prin efectuarea de măsurători la distanță, fără a fi nevoie să acceseze fizic nava”, spune cercetătorul nuclear Igor Jovanovic de la Universitatea Michigan din Ann Arbor, care nu a fost implicat în cercetare.

Aceste particule – în special varietatea lor de antimaterie, antineutrinii – curg în valuri de la reactoarele nucleare în funcțiune. Particulele interacționează slab cu alte materii, permițându-le să treacă prin materiale solide, inclusiv prin corpul unui submarin. Astfel, un detector de neutrini plasat în apropierea unui submarin ar putea dezvălui ce se întâmplă în interior, spun fizicienii Bernadette Cogswell și Patrick Huber de la Centrul pentru Fizica Neutrinilor de la Virginia Tech din Blacksburg.

Oamenii de știință au sugerat anterior utilizarea neutrinilor pentru a detecta alte abateri nucleare, cum ar fi testele cu arme nucleare (SN: 8/20/18).

Dar submarinele, adesea în mișcare, sunt greu de monitorizat cu instrumente staționare. Atunci când navele stau în port, reactoarele lor nucleare pot fi oprite. Așa că cercetătorii au venit cu o soluție: Ei vor examina neutrinii produși de dezintegrarea varietăților de elemente chimice, sau izotopi, care rămân după ce un reactor se oprește. Un detector amplasat în apă, la aproximativ 5 metri sub reactorul submarinului, ar putea măsura neutrinii produși în dezintegrarea anumitor izotopi de ceriu și ruteniu. Aceste măsurători ar putea dezvălui dacă materialul nuclear a fost îndepărtat sau schimbat.

Această metodă de monitorizare a unui reactor oprit este „foarte inteligentă”, spune fizicianul Ferenc Dalnoki-Veress de la Middlebury Institute of International Studies at Monterey din California.

Dar ideea ar necesita în continuare acordul fiecărei țări pentru a fi de acord cu detectoare în danele submarinelor. „Ceva de genul acesta ar fi mult mai bun dacă nu ar necesita cooperare”, spune fizicianul Giorgio Gratta de la Universitatea Stanford.

Monitorizarea submarinelor ar putea deveni mai presantă în viitorul apropiat. Până în prezent, toate țările care au submarine nucleare posedă deja arme nucleare, așa că problema era ipotetică. Dar acest lucru este pe cale să se schimbe. Statele Unite și Regatul Unit, două state care dețin arme nucleare, au anunțat în septembrie anul trecut că încheie un acord de cooperare în domeniul securității cu Australia și că vor ajuta țara, un stat care nu deține arme nucleare, să achiziționeze submarine nucleare.

Există puține suspiciuni că Australia ar folosi aceste submarine ca acoperire pentru un program de arme nucleare. Dar „tot trebuie să vă faceți griji cu privire la precedentul pe care îl creează”, spune Cogswell. Așadar, spune ea, monitorizarea submarinelor nucleare este din nou importantă. „Întrebarea era cum naiba să facem asta”.