Des scientifiques détectent pour la première fois des antineutrinos issus de combustible nucléaire usé

La collaboration Double Chooz a rapporté la première mesure directe d'antineutrinos émis par du combustible nucléaire usé, démontrant qu'un réacteur nucléaire reste détectable par des instruments de physique des particules longtemps après l'arrêt de sa réaction en chaîne. Les résultats, publiés dans Physical Review Letters le 4 août, ouvrent la voie à de nouvelles méthodes de surveillance des installations nucléaires à des fins de non-prolifération.arxiv+1

Un signal faible, enfin observé

L'expérience a été menée à la centrale nucléaire de Chooz, dans le nord de la France, où le détecteur Double Chooz est situé à environ 400 mètres de deux cœurs de réacteurs. Le détecteur contient plus de 30 mètres cubes de scintillateur liquide installé sous terre pour réduire les interférences des rayons cosmiques.interestingengineering+1

L'équipe, dirigée par Anthony Onillon et Thierry Lasserre de l'Institut Max Planck de physique nucléaire à Heidelberg, en Allemagne, a analysé 17,2 jours de données collectées alors que les deux unités du réacteur étaient complètement à l'arrêt. Au cours de cette période, ils ont identifié environ 100 événements candidats aux antineutrinos provenant de la désintégration radioactive à l'intérieur des cœurs des réacteurs et des piscines de refroidissement de combustible usé à proximité.interestingengineering

"Les antineutrinos interagissent très rarement avec la matière", a déclaré Onillon. "Cependant, lorsqu'un antineutrino interagit dans le détecteur Double-Chooz, un signal lumineux double caractéristique est produit, ce qui permet de le distinguer des événements de fond."interestingengineering

Confirmation des prédictions théoriques

Le signal détecté correspond étroitement à des simulations détaillées basées sur l'inventaire de combustible nucléaire restant et la désintégration prévue des produits de fission à longue durée de vie. Cet accord représente la première validation expérimentale directe des modèles décrivant l'émission d'antineutrinos par des réacteurs à l'arrêt et du combustible usé, des modèles qui, jusqu'à présent, n'avaient pas été confirmés par l'observation.bioengineer+1

Les antineutrinos sont principalement produits par la désintégration bêta de produits de fission à longue durée de vie créés lors du fonctionnement normal du réacteur. Leur distribution énergétique dépend de la composition, de l'âge et de l'historique de refroidissement du combustible.bioengineer

Implications pour les garanties nucléaires

Selon APS Physics, le combustible nucléaire usé et les réacteurs à l'arrêt émettent des antineutrinos que les organismes de surveillance nucléaire pourraient utiliser pour la surveillance en temps réel des centrales et la détection du retrait illicite de combustible nucléaire. Comme les antineutrinos traversent le blindage et ne peuvent être ni bloqués ni redirigés, des détecteurs placés près d'une installation pourraient fournir une vérification passive de l'état du réacteur sans dépendre des informations fournies par les exploitants de la centrale.link.aps+1

L'intérêt pour cette approche ne cesse de croître. Les résultats de l'expérience JUNO-TAO, présentés lors de la conférence Neutrino 2026, ont également exploré la détection d'antineutrinos issus de combustible usé lors des arrêts de réacteurs. La mesure de Double Chooz fournit désormais la première référence publiée permettant de comparer ces efforts.bioengineer+1