利用中微子评估美国核武器性能的新应用
仪器与探测器
2025-09-01 v2 高能物理 - 实验
核实验
摘要
人们越来越认识到中微子可以用作诊断工具，以更好地了解核武器的内部工作原理。可靠的估计表明，在内华达试验场建造的、具有 1000 吨有效目标质量、 standoff 距离为 500 m 的逆 beta 衰变 (IBD) 中微子闪烁探测器，每 kT 核当量将探测到数千个中微子事件。这将使测量的中微子率的统计误差小于 4%，中微子能量误差为 5%。将其外推到测试装置爆炸当量的误差，需要来自评估核数据库、非平衡裂变率和内部中子通量假设的知识。初步计算表明，来自 Pu-239 裂变短脉冲的瞬发中微子率大约是稳态假设下的二分之一。此外，脉冲后随时间变化的能谱存在显著差异，需要予以考虑。在缺乏核武器试验的情况下，许多全尺寸核试验的技术和理论挑战可以通过在 TRIGA 脉冲反应堆附近放置低成本、较小规模 20 吨 fiducial 质量的 IBD 演示探测器来缓解。脉冲的短占空比和可重复性将提供关键的实时环境测试，而测量的中微子率随时间变化的数据将为裂变数据库和平衡假设提供独特的约束。
引用
@article{arxiv.2411.11804,
title = {Novel Application of Neutrinos to Evaluate U.S. Nuclear Weapons Performance},
author = {J. R. Distel and E. C. Dunton and J. M. Durham and A. C. Hayes and W. C. Louis and J. D. Martin and G. W. Misch and M. R. Mumpower and Z. Tang and R. T. Thornton and B. T. Turner and R. G. Van de Water and W. S. Wilburn},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.11804},
year = {2025}
}