RENO 实验中依赖于燃料成分的堆芯反中微子产额

我们报道了利用韩国永光韩光核电厂综合体中的六座 2.8 GW$_{\text{th}}$ 反应堆得到的燃料依赖性反应堆电子反中微子 ($\overline{\nu}_e$) 产额。分析使用了近探测器中通过逆 beta 衰变 (IBD) 相互作用获取的 $850\,666$ 个 $\overline{\nu}_e$ 候选事件，本底比例为 2.0%，对应从 2011 年 8 月至 2018 年 2 月共 1807.9 个有效日。基于多个燃料循环，我们观测到测量的 IBD 产额随燃料 $^{235}$U 产生依赖性变化，斜率为 $(1.51 \pm 0.23) \times 10^{-43}$cm$^2$/fission，并测得总平均 IBD 产额为 $(5.84 \pm 0.13) \times 10^{-43}$cm$^2$/fission。无燃料依赖性 IBD 产额的假设以 6.6 $\sigma$ 被排除。所观测的 IBD 产额随 $^{235}$U 同位素丰度的变化相对于 Huber-Mueller (HM) 预言在 1.3 $\sigma$ 下无显著偏离。测得的燃料依赖性变化确定了两种主要燃料同位素 $^{235}$U 和 $^{239}$Pu 的 IBD 产额分别为 $(6.15 \pm 0.19) \times 10^{-43}$cm$^2$/fission 和 $(4.18\pm 0.26) \times 10^{-43}$cm$^2$/fission。测得的每次 $^{235}$U 裂变的 IBD 产额相对于 HM 预言呈现最大亏缺。对每次 $^{235}$U 裂变 IBD 产额的重新评估可能主要解决反应堆反中微子异常 (RAA)，而 $^{239}$Pu 作为该异常可能贡献者的可能性并未被完全排除。我们还报道了 5 MeV 超出部分的分数变化与反应堆燃料 $^{235}$U 同位素丰度之间的 2.9 $\sigma$ 相关性。