Los resultados de un nuevo estudio científico pueden arrojar luz sobre un desajuste entre las predicciones y las mediciones recientes de partículas fantasmales que fluyen desde los reactores nucleares, la llamada "anomalía del antineutrino del reactor, "que ha desconcertado a los físicos desde 2011.

La anomalía se refiere al hecho de que los científicos que rastrean la producción de antineutrinos, emitidos como un subproducto de las reacciones nucleares que generan energía eléctrica, han detectado rutinariamente menos antineutrinos de los que esperaban. Una teoría es que algunos neutrinos se están transformando en una forma indetectable conocida como neutrinos "estériles".

Pero los últimos resultados del experimento de neutrinos del reactor de Daya Bay, ubicado en un complejo de energía nuclear en China, Sugieren una explicación más simple:un error de cálculo en la tasa prevista de producción de antineutrinos para un componente particular del combustible del reactor nuclear.

Los antineutrinos se llevan alrededor del 5 por ciento de la energía liberada cuando los átomos de uranio y plutonio que alimentan el reactor se dividen. o "fisión". La composición del combustible cambia a medida que funciona el reactor, con la desintegración de diferentes formas de uranio y plutonio (llamados "isótopos") que producen diferentes cantidades de antineutrinos con diferentes rangos de energía a lo largo del tiempo, incluso cuando el reactor produce energía eléctrica de manera constante.

Los nuevos resultados de Daya Bay, donde los científicos han medido más de 2 millones de antineutrinos producidos por seis reactores durante casi cuatro años de operación, han llevado a los científicos a reconsiderar cómo cambia la composición del combustible con el tiempo y cuántos neutrinos provienen de cada uno de los Cadenas de descomposición.

Los científicos encontraron que los antineutrinos producidos por reacciones nucleares que resultan de la fisión del uranio-235, un isótopo fisible de uranio común en el combustible nuclear, eran inconsistentes con las predicciones. Un modelo popular para el uranio-235 predice alrededor de un 8 por ciento más de antineutrinos provenientes de la desintegración del uranio-235 de lo que realmente se midió.

A diferencia de, el número de antineutrinos del plutonio-239, el segundo ingrediente combustible más común, se encontró que estaba de acuerdo con las predicciones, aunque esta medida es menos precisa que la del uraninum-235.

Si los neutrinos estériles (partículas teóricas que son una posible fuente de la vasta materia invisible u "oscura" del universo) fueran la fuente de la anomalía, entonces los experimentadores observarían un agotamiento igual en el número de antineutrinos para cada uno de los ingredientes del combustible, pero los resultados experimentales desfavorecen esta hipótesis.

El último análisis sugiere que un error de cálculo de la tasa de antineutrinos producidos por la fisión del uranio-235 a lo largo del tiempo, en lugar de la presencia de neutrinos estériles, puede ser la explicación de la anomalía. Estos resultados pueden ser confirmados por nuevos experimentos que medirán los antineutrinos de los reactores alimentados casi en su totalidad por uranio-235.

El trabajo podría ayudar a los científicos de Daya Bay y experimentos similares a comprender las tasas y energías fluctuantes de esos antineutrinos producidos por ingredientes específicos en el proceso de fisión nuclear a lo largo del ciclo del combustible nuclear. Una mejor comprensión de la evolución del combustible dentro de un reactor nuclear también puede ser útil para otras aplicaciones de la ciencia nuclear.