גלאי במרחק 400 מטר זיהה דלק גרעיני גם כשהכור היה כבוי

גם כור גרעיני שאינו מייצר חשמל אינו נעשה "שקט" לחלוטין מבחינת אנטינייטרינו. תוצרי הביקוע שנותרו בדלק ממשיכים להתפרק רדיואקטיבית ולפלוט את החלקיקים החמקמקים האלה גם לאחר שתגובת השרשרת הופסקה. מחקר שפורסם (4.8.26) ב-Physical Review Letters מציג לראשונה מדידה כמותית של האות השיורי הזה מליבות כורים כבויים ומדלק משומש המאוחסן בסמוך להן.

המדידה נעשתה בתחנת הכוח שו בצרפת במסגרת ניסוי Double Chooz. החוקרים ניתחו 17.2 ימי נתונים משנת 2017, כאשר שני הכורים היו כבויים. בגלאי הקרוב, במרחק ממוצע של כ-400 מטר מהליבות, הם זיהו 106±18 אירועים מועמדים בתחום האנרגיה שבו האות השיורי בולט ביותר. התחזית המבוססת על הרכב הדלק ועל דעיכת תוצרי הביקוע עמדה על 88±7 אירועים - התאמה טובה למדידה.

אות חלש פי מאה מכור פעיל

האתגר היה בעיקר בעוצמה. שטף האנטינייטרינו לאחר כיבוי כור הוא בערך מאית מזה שנמדד כאשר הכור פועל. כדי לחשוף אותו היה צורך להעריך במדויק את רעשי הרקע, לצמצם אי-ודאות שיטתית ולהשתמש בהדמיות מפורטות של הדלק ושל תוצרי הביקוע. התוצאה הייתה אות במובהקות של 5.9 סטיות תקן.

מקור האנטינייטרינו הוא איזוטופים רדיואקטיביים שנוצרו במהלך פעולת הכור ונשארו בדלק שהוקרן. חלק מהדלק נשאר בליבה לאחר הכיבוי וחלק כבר הועבר לבריכות דלק משומש. ככל שהאיזוטופים ממשיכים להתפרק, הם ממשיכים לפלוט אנטינייטרינו גם בלי ביקוע חדש.

טביעת אצבע של מלאי הדלק

החלק המעניין מבחינת פיקוח גרעיני הוא שהאות אינו רק "יש או אין". עוצמת השטף וצורת ספקטרום האנרגיה שלו תלויות בכמות הדלק, בהרכב האיזוטופי שלו ובמשך הזמן שעבר מאז הוצא מן הכור. לכן, לפחות עקרונית, אפשר להשוות בין האות שנמדד לבין התחזית לפי המלאי המדווח ולחפש פערים.

לאנטינייטרינו יש יתרון יוצא דופן לצורך כזה: הם עוברים דרך חומר ומיגון כמעט בלי להיבלע. אי-אפשר לחסום אותם בדרך שבה אפשר להסתיר אור, קרינה אלקטרומגנטית או קו ראייה של מצלמה. זו הסיבה שכבר שנים נבחנת האפשרות להשתמש בהם כאמצעי בלתי תלוי למעקב אחרי פעילות כורים ומלאי דלק.

עד היום רוב הניסויים בתחום התמקדו בכורים פעילים. המדידה החדשה מראה שאפשר לחלץ מידע גם כאשר הייצור הופסק והדלק נמצא בליבה כבויה או בבריכות אחסון. האגודה האמריקנית לפיזיקה מציינת במפורש שהעיקרון עשוי בעתיד לסייע לגופי פיקוח לזהות הוצאה בלתי מורשית של חומר גרעיני.

העניין הישראלי ברור לנוכח חשיבות הפיקוח על תוכניות גרעין במזרח התיכון. טכנולוגיה כזאת עשויה בעתיד להוסיף שכבת מידע שאינה תלויה רק במצלמות, חותמות, מסמכים או ביקורים פיזיים באתר.

עם זאת, אין להסיק שהמחקר מאפשר כיום "לראות" מרחוק מה נעשה בדלק גרעיני באירן או בכל מתקן אחר. הניסוי פעל במרחק של כ-400 מטר בלבד, באתר מוכר שבו הרכב הדלק, פעילות הכורים והגאומטריה היו ידועים לחוקרים. שימוש מבצעי במתקן שאינו נגיש או ממרחק גדול בהרבה הוא אתגר אחר לגמרי.

לא מערכת פיקוח מוכנה לשימוש

החוקרים עצמם מדגישים כי לפני שניתן יהיה להפוך את השיטה לכלי פיקוח מעשי יהיה צורך לפתח גלאים ייעודיים ולבדוק אותם במגוון תצורות של כורים, ליבות כבויות ובריכות אחסון. יהיה גם צורך להבין טוב יותר כיצד להפריד בין האות שמגיע מדלק שנותר בכור לבין זה שמגיע מדלק משומש המאוחסן בקרבתו.

גם החידוש דורש דיוק. העובדה שדלק גרעיני ממשיך לפלוט אנטינייטרינו לאחר כיבוי הכור הייתה ידועה ונחזתה זה שנים. החידוש הוא המדידה הכמותית הראשונה של השטף השיורי עצמו והתאמתו למודל מפורט של הדלק ותוצרי הביקוע. גרסה מוקדמת של המחקר גם הופיעה כבר באוקטובר 2025; הפרסום באוגוסט 2026 הוא המאמר שעבר ביקורת עמיתים.