Une carte mondiale des neutrinos révèle l’activité nucléaire

Les physiciens étudient les neutrinos pour comprendre les lois fondamentales qui gouvernent l’univers, mais ils découvrent aussi que les neutrinos possèdent des applications prometteuses dans la surveillance nucléaire et la géologie.

Les neutrinos débusquent la moindre activité nucléaire

En fonction de l’évolution des découvertes, les neutrinos ne promettaient pas grand-chose. Ces particules fantomatiques sont produites par le soleil, les éléments radioactifs et les réacteurs nucléaires. Les neutrinos ont une charge nulle, quasiment aucune masse et presque indifférents à la matière. La semaine dernière, des scientifiques ont publié une carte du monde qui nous montre les émissions de neutrinos qui émanent de la terre à chaque seconde. Il s’avère que les neutrinos sont vos ennemis si vous tentez de cacher quelque chose dans une centrale nucléaire, mais vos amis si vous voulez surveiller l’activité nucléaire des autres. Les points noirs sur la carte indiquent les réacteurs nucléaires et la croute de la surface terrestre qui est riche en uranium et thorium. Ces 2 substances émettent des neutrinos lorsqu’elles se désintègrent.

On continue d’améliorer la technologie pour détecter les neutrinos depuis qu’on les a découverts en 1959 dans la centrale nucléaire de Savannah River en Georgie. La plupart des détecteurs de neutrinos ont été conçus pour étudier la nature et leur comportement, mais les scientifiques commencent à utiliser les neutrinos pour analyser l’aspect interne de la Terre et surveiller les activités nucléaires.

La carte, qui a été publiée dans Nature Scientific Reports (Usman et al. 2015)*, a été créée en utilisant des signaux de neutrinos capturés dans 2 détecteurs selon William McDonough, géophysicien de l’université du Maryland et co-auteur des travaux. Le premier détecteur se trouve en Italie et le second au Japon. Le reste de la carte a été créé en utilisant les données provenant de la composition et la densité de la croûte terrestre ainsi que les emplacements des différents réacteurs dans le monde.

Les neutrinos pour une meilleure surveillance des réacteurs nucléaires

Les zones noires apparaissent à côté de chaines montagneuses où il y a beaucoup de désintégration radioactive naturelle. L’Himalaya est responsable de la grande zone noire dans le sud de l’Asie. Certains points noirs sont des réacteurs, notamment autour de la France (Techniquement, les centrales nucléaires n’émettent pas des neutrinos, mais plutôt des antineutrinos qui sont l’équivalent des neutrinos en antimatière). La détection des neutrinos est possible parce qu’ils existent dans de grandes quantités. Les détecteurs utilisent des réserves d’huiles minérales dans lesquelles les neutrinos passent à chaque seconde. Mais de temps en temps, l’un des neutrinos frappe le noyau d’un atome d’hydrogène. Cela détruit un proton, mais en laissant d’autres particules telles qu’un positron et un neutron qui vont enregistrer un signal.

Il est important de trouver des réacteurs nucléaires clandestins, mais il est crucial d’analyser les réacteurs existants selon Patrick Huber, physicien à laVirginia Tech. Les réacteurs dégagent de la chaleur qu’on peut détecter facilement par des satellites à infrarouge. Nous connaissons l’emplacement de tous les réacteurs soviétiques et nous savons qu’il y en a en Russie et en Corée du Nord. Mais nous ignorons comment ils sont utilisés.

On commence seulement à comprendre le potentiel des neutrinos

Dans tous les pays qui sont couverts par des traités internationaux, selon Huber, on peut placer des détecteurs de neutrinos de la taille d’un réfrigérateur. Cela permet de révéler si un réacteur est allumé ou éteint d’une manière inattendue. De plus, selon ce chercheur, les neutrinos, provenant de différentes sources, possèdent une signature énergétique caractéristique. Et on peut utiliser cette signature pour différencier le plutonium et l’uranium et ainsi, on peut découvrir si quelqu’un a détourné du plutonium d’un réacteur nucléaire.

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