评估 WATCHMAN 的反应堆反中微子信号

增加反中微子探测器能够监测已登记反应堆运行或发现秘密反应堆的距离，有助于加强《不扩散核武器条约》。本文计算了在距离商业动力反应堆 $\gtrsim10$ km 处运行的水基探测器中，由准弹性中微子-质子散射和弹性中微子-电子散射产生的反应堆反中微子相互作用。它分别计算了来自近端反应堆的信号和来自所有其他已登记反应堆的本底。主要结果是准弹性和弹性过程的微分与积分相互作用率。有两个地下设施能够在运行中的商业反应堆（$P_{th}\sim3$ GW）附近（$L\sim20$ km）托管探测器（$\sim1$ kT H$_2$O）项目。这些正在为 WATCHMAN 项目考虑的反应堆-场址组合包括位于美国伊利湖南岸的 Perry-Morton 和位于英格兰北海西岸的 Hartlepool-Boulby。由于反应堆-场址距离更短、反应堆热功率更大以及中微子振荡存活概率更高，Morton 场址的近端反应堆信号率约为 Boulby 场址的五倍。尽管 Morton 处来自所有其他反应堆的本底率高于 Boulby，但它在 Morton 处近端反应堆信号率中所占比例低于在 Boulby 处。此外，Hartlepool 核电站有两个堆芯，而 Perry 核电站只有一个堆芯。因此，Boulby 场址提供了一个在比 Morton 场址更严苛的条件下远程监测反应堆堆芯开停循环的机会。