Incluso después de apagar un reactor nuclear, no se va tranquilamente a esa buena noche. En lo profundo de su núcleo, los productos de fisión radiactivos de larga vida siguen decayendo durante meses o años, emitiendo una corriente débil de antineutrinos, las partículas más esquivas del Universo, que atraviesan el blindaje del reactor como un fantasma educado a través de una pared.

Ahora, la colaboración Double Chooz ha medido por primera vez esta emisión persistente de antineutrinos, según se informa en Physical Review Letters. Liderada por Anthony Onillon y Thierry Lasserre del Instituto Max-Planck de Física Nuclear (MPIK) en Heidelberg, Alemania, la investigación revela que los detectores de antineutrinos pueden espiar a los reactores incluso cuando están apagados, creando potencialmente nuevas oportunidades para el monitoreo, la seguridad y las salvaguardias.

La medición tuvo lugar en la planta de energía nuclear de Chooz en el norte de Francia, donde el detector Double Chooz se encuentra subterráneo a unos 400 metros de los dos núcleos del reactor de la instalación. El detector contiene más de 30 metros cúbicos de centelleador líquido, que destella cuando un antineutrino interactúa, un evento raro, pero con una firma de doble luz característica que lo distingue del ruido de fondo.

Durante 17.2 días de observaciones con ambos reactores completamente apagados, el detector registró alrededor de 100 eventos candidatos de antineutrinos vinculados a la radiactividad residual en los núcleos y en las piscinas de combustible gastado cercanas. La señal coincidió con simulaciones detalladas que tienen en cuenta el inventario restante de combustible nuclear y la descomposición de los productos de fisión de larga vida, proporcionando la primera confirmación experimental directa de las predicciones sobre las emisiones en apagado.

"Hasta ahora, los experimentos de antineutrinos de reactores se han centrado principalmente en reactores en funcionamiento, donde el flujo de antineutrinos es mucho mayor", señala el Dr. Onillon. "Detectar la pequeña señal residual después del apagado requirió fondos excepcionalmente bajos y técnicas de análisis cuidadosas desarrolladas por la colaboración Double Chooz durante muchos años".

Otros experimentos, como JUNO-TAO, ya están siguiendo su ejemplo, utilizando datos de reactores apagados para estudiar los antineutrinos del combustible gastado. TAO está trabajando para aislar la emisión débil, pero Double Chooz ahora ha proporcionado el primer punto de referencia publicado para este resplandor fantasmal.

Los hallazgos sugieren que los detectores de antineutrinos podrían confirmar de forma independiente el estado del reactor y rastrear los inventarios de combustible gastado, incluso durante el mantenimiento o después del apagado. Double Chooz, construido originalmente para estudiar las oscilaciones de neutrinos y medir el ángulo de mezcla θ13, ha añadido otro primer a su currículum: capturar el débil resplandor de neutrinos después de que un reactor se apaga. Porque a quién no le gusta una buena historia de fantasmas con un toque científico.