即使核反應爐已經關閉，其核心深處的活動仍會持續。長壽命的放射性裂變產物會在數月甚至數年內持續衰變，釋放出稱為反中微子的微弱粒子流。(反)中微子是宇宙中最輕巧、最難以捉摸的已知粒子，它們幾乎不受干擾地穿過反應爐及其周圍的屏蔽層。
Double Chooz 合作團隊的科學家們現在首度測量到了這種殘留的反中微子輻射。這項研究最近發表在《物理評論通訊》（Physical Review Letters）上，由德國海德堡馬克斯普朗克核物理研究所（MPIK）的 Anthony Onillon 和 Thierry Lassere 領導。研究結果顯示，反中微子偵測器即使在核反應爐關閉期間，也能收集到關於反應爐的資訊，這可能為反應爐監測、核安及核武禁擴帶來新的機會。
偵測關閉中反應爐的反中微子
這項測量在法國北部的 Chooz 核電廠進行。Double Chooz 偵測器位於地下，距離該廠兩個反應爐核心約 400 公尺。偵測器內部裝有超過 30 立方公尺的液體閃爍體，這種材料會在反中微子與其相互作用時產生微小的光閃。
「反中微子與物質的相互作用極其罕見。然而，當一個反中微子在 Double Chooz 偵測器內相互作用時，會產生一個特徵性的雙光訊號，可以與背景事件區分開來，」來自 MPIK 的獨立研究小組 OMINA 的 Thierry Lasserre 解釋道。這種獨特的訊號使科學家能夠識別來自反應爐的反中微子。
研究人員檢查了兩個反應爐機組完全關閉期間收集到的 17.2 天觀測數據。在此期間，偵測器記錄了約 100 個反中微子候選事件，這些事件與反應爐核心及附近的乏燃料冷卻池中的殘餘放射性有關。
測量結果與核燃料預測相符
偵測到的訊號與詳細模擬結果非常吻合，這些模擬考慮了剩餘的核燃料存量以及長壽命裂變產物的衰變。這項結果首次直接實驗證實了對關閉中反應爐和乏燃料反中微子輻射的預測。
「到目前為止，反應爐反中微子實驗主要集中在運轉中的反應爐，因為那裡的 the antineutrino flux 要大得多。偵測關閉後微小的殘留訊號需要極低的背景噪音和 Double Chooz 合作團隊多年開發的精確分析技術，」Onillon 博士補充說。
其他實驗已經開始探索這個新領域。JUNO-TAO 的初步結果（在 Neutrino 2026 會議上發表）顯示，研究人員也正在利用反應爐關閉期間的數據來研究乏核燃料產生的微弱反中微子訊號。TAO 正在努力分離出這種微弱的輻射，而 Double Chooz 的發現現在為研究關閉中反應爐和乏燃料池的殘留訊號提供了第一個已發表的基準。
核反應爐監測的新工具
研究結果表明，反中微子偵測器最終不僅能在反應爐運轉時提供有用的資訊，也能在維護期間和關閉後提供資訊。這類測量對於獨立確認反應爐狀態和追蹤乏燃料存量可能變得非常有價值。
Double Chooz 最初是為了研究中微子振盪而建造的，並在測量中微子混合角 θ13（描述中微子在傳播過程中如何從一種類型轉變為另一種類型的基本參數）方面發揮了關鍵作用。該測量為未來研究中微子領域的物質-反物質不對稱性鋪平了道路。
現在，Double Chooz 又增加了一項科學記錄上的「第一」，偵測到了核反應爐關閉後持續存在的微弱中微子輝光。