Des scientifiques détectent pour la première fois l’après-brillant fantomatique d’un réacteur nucléaire
Des chercheurs de la collaboration Double Chooz ont mesuré pour la première fois l’émission résiduelle d’antinéutrinos d’un réacteur nucléaire éteint. Cette recherche, récemment publiée dans la revue Physical Review Letters, a été dirigée par Anthony Onillon et Thierry Lassere du Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK) à Heidelberg, en Allemagne. Les résultats montrent que les détecteurs d’antinéutrinos peuvent fournir des informations sur les réacteurs nucléaires même lorsqu’ils sont hors service, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités pour la surveillance des réacteurs, la sécurité nucléaire et les garanties.
Le mesurage a eu lieu à la centrale nucléaire de Chooz, dans le nord de la France. Le détecteur Double Chooz est situé à environ 400 mètres des deux cœurs de réacteur, sous terre. À l’intérieur du détecteur, plus de 30 mètres cubes de scintillateur liquide produisent de petites lueurs lorsque des antinéutrinos interagissent avec le matériau.
Selon Thierry Lasserre du groupe de recherche indépendant OMINA, situé également au MPIK, « les antinéutrinos interagissent très rarement avec la matière. Cependant, lorsqu’un antinéutrino interagit dans le détecteur Double Chooz, un signal lumineux caractéristique est produit, permettant de le distinguer des événements de fond. » Ce signal distinctif permet aux scientifiques d’identifier les antinéutrinos provenant des réacteurs.
Les chercheurs ont examiné 17,2 jours d’observations collectées alors que les deux unités de réacteur étaient complètement arrêtées. Pendant cette période, le détecteur a enregistré environ 100 événements candidats d’antinéutrinos liés à la radioactivité résiduelle dans les cœurs de réacteur et les bassins de refroidissement de combustible usé à proximité.
Le signal détecté correspondait de près aux simulations détaillées prenant en compte l’inventaire de combustible nucléaire restant et la désintégration des produits de fission à longue durée de vie, fournissant ainsi la première confirmation expérimentale directe des prédictions concernant les émissions d’antinéutrinos des réacteurs arrêtés et du combustible usé.
Dr. Onillon a souligné que « jusqu’à présent, les expériences sur les antinéutrinos des réacteurs se concentraient principalement sur les réacteurs en fonctionnement, où le flux d’antinéutrinos est beaucoup plus important. La détection du faible signal résiduel après l’arrêt nécessitait des fonds extrêmement bas et des techniques d’analyse minutieuses développées par la collaboration Double Chooz au fil des ans. »
D’autres expériences commencent déjà à explorer ce nouveau domaine. Les résultats initiaux de JUNO-TAO, présentés à Neutrino 2026, montrent que les chercheurs utilisent également des données de réacteurs éteints pour étudier le faible signal d’antinéutrinos produit par le combustible nucléaire usé. TAO travaille à isoler cette émission faible, tandis que les résultats de Double Chooz fournissent désormais la première référence publiée pour étudier le signal résiduel des réacteurs arrêtés et des bassins de combustible usé.
Les résultats suggèrent que les détecteurs d’antinéutrinos pourraient éventuellement fournir des informations utiles non seulement pendant le fonctionnement des réacteurs, mais aussi lors de leur maintenance et après leur arrêt. De telles mes pourraient devenir précieuses pour confirmer de manière indépendante l’état des réacteurs et suivre les inventaires de combustible usé.
Double Chooz a été initialement construit pour étudier les oscillations des neutrinos et a joué un rôle clé dans la me de l’angle de mélange des neutrinos θ13, un paramètre fondamental décrivant comment les neutrinos changent de type en voyageant. Cette me a ouvert la voie à des recherches futures sur les asymétries matière-antimatière dans le secteur des neutrinos.
À présent, Double Chooz a ajouté une nouvelle première à son palmarès scientifique en détectant la faible lueur d’antinéutrinos qui persiste après que le réacteur nucléaire s’est éteint.
Source : Physical Review Letters
