كيف يمكن للنيوترينوات ضمان عدم تسليح الوقود النووي للغواصة

كيف يمكن للنيوترينوات ضمان عدم تسليح الوقود النووي للغواصة

يمكن مراقبة الغواصات النووية مثل USS Asheville (الموضحة) بمساعدة النيوترينوات لضمان عدم تحويل الوقود إلى برامج أسلحة نووية مارقة.

يمكن أن تكشف مراقبة الجسيمات دون الذرية عن إزالة الوقود النووي من المفاعل

قد تزود الغواصات النووية الدول المارقة بمسار للأسلحة النووية. لكن النيوترينوات يمكن أن تساعد في الكشف عن محاولات الانتقال من القوارب إلى القنابل.

ذكر الفيزيائيون في ورقة تم قبولها في رسائل المراجعة الفيزيائية أن النيوترينوات ، وهي جزيئات دون ذرية خفيفة الوزن تنطلق من المفاعلات التي تشغل الغواصات النووية ، يمكن أن تعرض تغيير أو إزالة الوقود النووي لأغراض شائنة . بشكل حاسم ، يمكن إجراء هذه المراقبة عن بُعد ، بينما تكون الغواصة في ميناء مغلقًا مفاعلها.

لضمان عدم قيام الدول التي لا تمتلك أسلحة نووية بتطويرها ، يقوم المفتشون الدوليون بمراقبة استخدام العديد من أنواع التكنولوجيا النووية في جميع أنحاء العالم. الغواصات النووية مثيرة للقلق بشكل خاص. يستخدم الكثيرون اليورانيوم عالي التخصيب ، وهو نوع قوي من الوقود يمكن تسليحه بسهولة نسبية. لكن الغواصات محمية من المراقبة من خلال ثغرة. على عكس محطات الطاقة النووية ، تُستخدم الغواصات النووية لأغراض عسكرية سرية ، لذا فإن عمليات التفتيش المادي قد تنتهك الأمن القومي لأي بلد.

يقول العالم النووي إيغور يوفانوفيتش من جامعة ميتشيغان في آن أربور ، والذي لم يشارك في البحث: "يمكن للطرق القائمة على النيوترينو أن تقلل إلى حد كبير من التدخل عن طريق إجراء قياسات عن بعد ، دون الحاجة إلى الوصول المادي إلى السفينة".

تتدفق هذه الجسيمات - على وجه التحديد مجموعة المواد المضادة ، مضادات النيترينو - بأعداد كبيرة من المفاعلات النووية العاملة. تتفاعل الجزيئات بشكل ضعيف مع المواد الأخرى ، مما يسمح لها بالمرور عبر المواد الصلبة ، بما في ذلك بدن الغواصة. لذا فإن كاشف النيوترينو الموضوع بالقرب من غواصة يمكن أن يكشف عما يحدث في الداخل ، كما يقول عالما فيزياء النيوترينو برناديت كوجسويل وباتريك هوبر من مركز فيزياء النيوترينو في جامعة فرجينيا تك في بلاكسبرج.

اقترح العلماء سابقًا استخدام النيوترينوات لاكتشاف الأخطاء النووية الأخرى ، مثل اختبارات الأسلحة النووية ( SN: 8/20/18 ).

لكن الغواصات ، التي غالبًا ما تكون في حالة حركة ، يصعب مراقبتها باستخدام أدوات ثابتة. عندما تجلس السفن في الميناء ، قد يتم إيقاف تشغيل مفاعلاتها النووية. لذلك توصل الباحثون إلى حل: سوف ينظرون إلى النيوترينوات الناتجة عن تحلل أنواع مختلفة من العناصر الكيميائية ، أو النظائر ، التي تبقى بعد توقف المفاعل. الكاشف الموجود في الماء على بعد حوالي 5 أمتار تحت مفاعل الغواصة يمكن أن يقيس النيوترينوات المنتجة في اضمحلال بعض نظائر السيريوم والروثينيوم. ستكشف هذه القياسات عما إذا كان قد تم إزالة المواد النووية أو استبدالها.

يقول الفيزيائي فيرينك دالنوكي-فيريس من معهد ميدلبري للدراسات الدولية في مونتيري بكاليفورنيا إن طريقة مراقبة المفاعل الذي تم إيقاف تشغيله "ذكية جدًا".

لكن الفكرة ستظل تتطلب موافقة كل دولة للموافقة على أجهزة الكشف في أرصفة الغواصات. يقول الفيزيائي جورجيو جراتا من جامعة ستانفورد: "شيء من هذا القبيل سيكون أفضل كثيرًا إذا لم يتطلب تعاونًا".

قد تصبح مراقبة الغواصات أكثر إلحاحًا في المستقبل القريب. حتى الآن ، كل الدول التي لديها غواصات نووية تمتلك بالفعل أسلحة نووية ، لذا فإن القضية كانت افتراضية. لكن هذا سيتغير. أعلنت الولايات المتحدة والمملكة المتحدة ، الدولتان الحائزة للأسلحة النووية ، في سبتمبر الماضي أنهما تدخلان في اتفاقية أمنية تعاونية مع أستراليا وستساعدان البلاد ، وهي دولة غير حائزة للأسلحة النووية ، على الحصول على غواصات نووية.

هناك القليل من الشك في أن أستراليا ستستخدم هذه الغواصات كغطاء لبرنامج أسلحة نووية. يقول كوجسويل: "لا يزال يتعين عليك القلق بشأن السابقة التي تحدد ذلك". لذا ، كما تقول ، فإن مراقبة الغواصات النووية أمر مهم حديثًا. "السؤال كان كيف تفعل ذلك بحق الجحيم."