1. В опытах Райнеса и Коуэна (см. § 74) было найдено, что сечение реакции обратного $\beta$-распада (74.12) для антинейтрино, исходящих из ядерного реактора (т. е. антинейтрино низких энергий), составляет примерпо $\sigma ={10}^{-43}{\mathrm{cm}}^2$. Чтобы более наглядно представить этот результат, допустим, что плоскопараллельный пучок антинейтрино распространяется в железе, причем поглощение антинейтрино происходит исключительно за счет реакции (74.12). В одном моле содержится примерно $6\cdot {10}^{23}$ атомов, т. е. $26\cdot 6\cdot {10}^{23}$ протонов ( 26 — атомный номер то в 1 см ${}^3$ железа будет $n=(7,8/56)\cdot 26\cdot 6\cdot {10}^{23}=2,2\cdot {10}^{24}$ протонов. Если среда (железо), в которой распространяются антинейтрино, однородна, то формулу (65.3) можно представить в виде
$$dN/N=-n\sigma l,$$

где $l$ — путь, проходимый антинейтрино в железе. Определим путь $l$, на котором из пучка выбывает миллионная доля всех антинейтрино. Для этого в предыдущей формуле положим $|dN/N|={10}^{-6}$ и найдем
$$l=\frac{1}{n\sigma }\left|\frac{dN}{N}\right|=45\cdot {10}^{\mu }\mathrm{cM}=45\cdot {10}^6\mathrm{km}.$$

Таким образом, при нрохоюдении пучка из миллиона антинейтрино через слой железа толщиной в 45 млн км (эта величина примерно только в три раза меньше расстояния от Земли до Солица) в среднем только одно антинейтрино поглотится и выйдет из пучка. Если же толщину слоя ґелеза довести до $45\cdot {10}^{12}$ км (приблизительно 5 световых лет), то на этой толщине интенсивность пучка антинейтрино уменьшится всего в $\mathit{e}$ раз. Эти факты, кажется, не оставляют возможности для ирактитеских применений нейтрино и аптинейтрино.

И все же такая возможность существует, так как вичтожное поглощение антинейтрипо в веществе может быть комиенсировано исключительно большой мощностью пучков аптипейтрино, исходящих из крупных ядерных реакторов. Допустим в качестве примера, что детектор антинейтрнно имеет форму куба со стороной 1 м и что вещество этого детектора поглощает антипейтрипо так же, как и железо (это делается только для того, чтобы пе повторять вычисления, аналогичные приведепным выше). Пусть в детектор попадает ${10}^{21}$ антинейтрино в сутки (это может обеспечить современный большой ядерный реактор). Толщина поглотителя по сравнению с предыдущим случаем уменьшена в $45\cdot {10}^9$ раз, а число пейтрино увеличепо в ${10}^{21}:{10}^6={10}^{15}$ раз. Поэтому число актов обратного $\beta$-распада, зафиксировапных детектором в суткі, будет
$$1\cdot \frac{{10}^{15}}{45\cdot {10}^9}\approx 2\cdot {10}^4.$$

Приведепная оценка показывает, что поток антипейтрино моя110 регистрировать и гораздо меныним детектором.
2. В СССР па Ровенской АЭС с 1982 г. функциопирует специализированая пейтринная лаборатория. Основным помещением лаборатории является экспериментальпый зал площадью $6,5\times 6,5$ м и высотой 3,5 м. Этот зал располонеи прямо под ядерным реактором па расстоянии 19,2 м от ценгра активной зопы. От потоков частиц из реактора зал ограядеп мощной защитой из нескольких слоев специального так называемого тяжелого бетона, стали, воды. Такая защита по своим поглощающим свойствам эквивалептна слою воды толщиной около 30 м. Детектором служит резервуар объемом 235,5 л, заполненный органическим сциптиллятором — декалином $\left({\mathrm{C}}_{10}{\mathrm{H}}_8\right)$, в состав которого входит больше количество водорода и который содержит неболыию примесь гадолиния, поглощающего нейтроны.

В осколках деления ядерной зоны реактора в процессе $\beta$-распада нейтроны превращаются в протоны с пспусканием электронов и аптинейтрино $(\mathrm{n}\to \mathrm{p}+{\mathrm{e}}^{-}+\overline{v})$. Антинейтрино и доліны регистрироваться. Приццп регистрации по существу не отчичается от того, какой применялся в опытах Райпеса и Коуэша (см. § 74). Антинейтрино, взанмодействуя с протоном в обратной реањци $\beta$-распада $(\overline{v}+\mathrm{p}\to \mathrm{n}+{\mathrm{e}}^{+}$), порождает в сциптиляторе пейтроп и позитроп. Позитрон сразу же апнигилирует с электроном, в результате чего возпикает сцинтилляционная вспышка. Нейтрон же через время порядка ${10}^{-8}$ с захватывается ядром гадолиния с испусканием $\gamma$-квапта, что дает вторую испышку. Световые вспышки улавливаются фотоумнонителями (всего пх 24), сигналы с которых поступают па электронную схему. Если реакдия действительно вызывается антинейтрино, то в сцинтилляторе детектора должны появиться одна за другой две всшышки через определенное короткое время.

Всего за сутки детектор регистрирует до тысячи таких пар вспышек. Трудность ошыта состоит в том, что за то же время на детектор обрушивается громадпое число нейтропов и $\gamma$-квантов и почти каждый из них вызывает в нем соответствующий сигнал. Задача заключается в том, чтобы выделить относителью слабые сигналы от нейтрино на громадном фоне этих не имеющих отношения к делу сигналов. Задача эта успешио решена. Не останавливаясь на этом вопросе, укажем только, что это целается с помощью әлектритеской схемы совпадений, позволяющей регистрировать только пужные пары следующих друг за другом сцинтилляционных вспышек. Таким путем достигается, что полезный сигнал не только не теряется на фоше посторонпих событий, но даже значительно превышает его.
3. Как уже говорилось в § 74, реакция обратного $\beta$-распада $(\overline{v}+\mathrm{p}\to \mathrm{n}+{\mathrm{e}}^{+})$эндотермична. Действительно, сумма масс пейтрона и позитрона (939,5731+0,5110034 МэВ) превышает массу протона ( 938,2796 МэВ) на 1,8045 МэВ. Недостаток массы у протона должен быть компенсирован за счет эпергии аптинейтрино $\overline{v}$. Реакция может идти только тогда, когда эпергия антипейтрино превышает 1,8 МэВ. В нейтринном спектрометре как раз и измеряется энергия позитрона, равная энергии антипейтрипо за вычетом 1,8 МэВ. Это позволяет восстановить энергетический спектр антинейтринного излучепия, падающего ин активной зоны реактора на прибор.

Количество вылетающих аптинейтрино пропорционально числу разделившихся ядер и поэтому позволяет точио судить о выделепии әнергии в реакторе. Кроме того, антинейтриное излучение осколков делешия урана и плутония существенно разтичпо по своему спектральному составу. Это открывает возможіность по спектру нейтринного излучения коптролировать наґонление плутония непосредственпо в продессе его образования. В начале работы реактора его антипейтринный спектр потпостью орределяется осколками деления изотопа ${}^{235}\mathrm{U}$. В дальпейшем же, по мере накошления плутония, пропорционально растет и его вклад в спектр антинейтринного излучения.

В качестве иллюстрации приведем некоторые результаты измерений, произведенных на Ровенской АЭС. В течение примерно недели непрерывно регистрировался антинейтринный поток из реактора. Одновременно тепловым методом определялась средняя мощность реактора. За это время всего было выработано әпергии 9,79 ГВт-сут по измерениям нейтринным способом, тогда как тепловой метод дал близкое значение 9,64 ГВт.суг ‘(израсходованное топливо соответственно равно 9,41 и 9,27 кг). Принципиальное достоинство нейтрицного метода заключается в том, что он не требует непосредственного контакта с делящимся веществом и может производиться дистанционно. Весьма вероятно, что нейтринный метод окажется в будущем основным источником информации о депных реакциях, идущих в активпой зоне ядерного реактора.