莫顿和布尔比的反应堆反中微子信号

增大反中微子探测器能够监测已注册反应堆运行或发现秘密反应堆的距离，可强化《不扩散核武器条约》。本报告给出了在距商用动力反应堆>10 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的计算。它分别计算了来自邻近反应堆的信号以及来自所有其他已注册反应堆的本底。主要结果是来自准弹性与弹性过程的散射带电轻子的相互作用率和动能分布。比较信号与本底分布可评估反应堆监测能力。将结果按比例缩放至不同尺寸、靶介质和间隔距离的探测器是直接的。计算针对两个商用反应堆（热功率P_th~3 GW）在附近（L~20 km）可容纳探测器（~1 kT H2O）项目的地下设施运行的实例。这些反应堆-场址组合为美国伊利湖南岸的佩里-莫顿和英国北海西岸的哈特尔普尔-布尔比。由于更短的反应堆-场址间距、更大的反应堆热功率以及更高的中微子振荡存活概率，邻近反应堆在莫顿场址的信号比在布尔比场址约大五倍。就绝对相互作用率而言，来自所有其他反应堆的本底在莫顿大于布尔比。然而，占总速率的比例在莫顿小于布尔比。此外，哈特尔普尔电厂有两个堆芯，而佩里电厂只有一个堆芯。因此，与莫顿场址相比，布尔比场址为在更严苛条件下演示远程反应堆监测提供了机会。