Исследование антинейтрино на малых расстояниях от ядерного реактора в эксперименте DANSS тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Житников Игорь Викторович

• Житников Игорь Викторович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Житников Игорь Викторович

Введение

Глава 1. Реакторные антинейтрино

1.1. Открытие реакторных антинейтрино и современные методы их регистрации

1.2. Аномалии в физике нейтрино

1.3. Мониторирование ядерного реактора по потоку антинейтрино

1.4. Обзор современных экспериментов по изучению реакторных антинейтрино

1.5. Выводы к первой главе

Глава 2. Регистрация реакторных антинейтрино сегментированным сцинтилля-

ционным детектором

2.1. Подход к созданию детектора антинейтрино

2.2. Задачи, решаемые с помощью прототипа детектора

2.3. Конструкция прототипа

2.4. Система сбора данных

2.5. Измерения в лаборатории ОИЯИ

2.6. Измерения на Калининской АЭС

2.7. Выводы ко второй главе

Глава 3. Детектор DANSS. Поиск стерильного нейтрино и мониторирование тепловой мощности ядерного реактора

3.1. Разработка измерительной установки

3.2. Калибровка и энергетическое разрешение детектора

3.3. Измерения гамма-фона

3.4. Измерения нейтронного фона

3.5. Система сбора данных

3.6. Регистрация антинейтрино в детекторе БЛЫЗБ

3.7. Поиск стерильного нейтрино

3.8. Мониторирование ядерного реактора

3.9. Учет изотопного состава топлива

3.10. Сравнение результатов БЛЫЗБ и других экспериментов

3.11. Выводы к третьей главе

Заключение

Словарь терминов

Публикации автора по теме диссертации

Список литературы

Список иллюстративного материала

Список таблиц

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование антинейтрино на малых расстояниях от ядерного реактора в эксперименте DANSS»

Актуальность темы исследования.

С момента открытия исследования свойств нейтрино занимают заметное место в физике элементарных частиц. В последние годы в различных экспериментах, связанных с изучением известных трех поколений нейтрино («активных» нейтрино), наблюдаются расхождения в получаемых данных по сравнению с теоретическими предсказаниями (эксперименты LSND[1], MiniBooNE[2], SAGE[3], GALLEX[4], BEST[5], «реакторная аномалия»[6] и пр.). Большинство наблюдаемых эффектов можно объяснить осцилляциями «активных» нейтрино в другой тип нейтрино, который по каким-то причинам не участвует во взаимодействиях Стандартной модели, и поэтому называемый стерильным. Подтверждение существования стерильных нейтрино может служить доказательством существования физики за пределами Стандартной модели (Новой физики) [7; 8]. Для проверки этой гипотезы или поиска причин несоответствий в уже проведенных исследованиях требуются дополнительные эксперименты.

Ядерные реакторы давно и успешно используются в качестве интенсивных источников антинейтрино [9]. Однако, до сих пор существует некоторая неопределенность в оценках величин ожидаемых потоков и формы энергетических распределений антинейтрино, испускаемых из активной зоны. Более детальные и точные экспериментальные данные могут быть использованы как при решении загадки аномалий в нейтринном секторе физики, так и послужить основой для новых исследований, например, при изучении процесса когерентного рассеяния реакторных антинейтрино на ядрах в веществе (эксперименты CONUS/CONUS+ [10; 11], NEON [12], nuGeN [13], RED-100[14] и др.).

Важной прикладной задачей является мониторирование состояния ядерного реактора по испускаемому в процессе его работы потоку антинейтрино [15]. Эта методика имеет большой потенциал развития в качестве нового независимого инструмента диагностики работы реактора. В последнее время в качестве новых перспективных источников генерации электроэнергии рассматриваются так называемые малые модульные реакторы (ММР) [16]. Обеспечение безопасного и надежного функционирования будущих ММР, является сложной технической задачей, и перспективной технологией в этом направлении может стать мониторинг реакторных установок с помощью детекторов антинейтрино [17].

Следует также отметить, что дистанционный мониторинг энергетических или промышленных реакторов, позволяющий реконструировать и отслеживать динамику изменения основных компонент топлива в активной зоне, может обеспечить создание допол-

нительных методов контроля мирового сообщества за соблюдением договора о нераспро-станении ядерного оружия [18-20].

Для решения подобного спектра задач необходим компактный детектор, который можно разместить рядом с мощным энергетическим реактором для долгосрочных измерений в максимально интенсивных доступных потоках антинейтрино на малых расстояниях от активной зоны, опеспечивая большую получаемую статистику зарегистрированных частиц.

Цели и задачи диссертационной работы:

Целью работы является исследование потоков и энергетических распределений реакторных антинейтрино на малых расстояниях от реактора ВВЭР-1000 на Калининской АЭС для поиска осцилляций стерильных нейтрино и диагностики работы ядерного реактора. Для достижения вышеуказанной цели были решены следующие задачи:

1. Разработка и создание прототипа детектора реакторных антинейтрино DANSSino. Разработка методики подавления фоновых событий при регистрации реакторных антинейтрино на расстояниях 11-13 м от центра активной зоны реактора ВВЭР-1000 на Калининской АЭС с помощью прототипа. Определение оптимальной конфигурации пассивной защиты от гамма и нейтронного фонов для полноразмерного детектора антинейтрино.

2. Разработка и создание детектора реакторных антинейтрино DANSS (Detector of the reactor AntiNeutrino based on Solid Scintillator).

3. Проведение измерений потоков и энергетических спектров реакторных антинейтрино на малых расстояниях от реактора ВВЭР-1000. Обеспечение рекордной чувствительности при поиске осцилляций реакторных антинейтрино на короткой базе.

4. Определение возможности мониторирования работы ядерного реактора по регистрируемым антинейтрино в созданном детекторе. Достижение нового уровня оперативной точности при диагностике работы ядерного реактора по антинейтрино.

Научная новизна.

1. Впервые показано применение методики регистрации антинейтрино от ядерного реактора сегментированным сцинтилляционным детектором на основе пластмассового сцинтиллятора. Для детектора антинейтрино DANSSino соотношение сигнал/фон составило ~1/1.

2. Для детектора реакторных антинейтрино БЛЫЗБ достигнуто рекордные параметры: соотношение сигнал/фон ~50 и количество регистрируемых антинейтрино — 3500-4900 событий в сутки.

3. Впервые для поиска стерильных осцилляций реакторных антинейтрино использована методика измерения потока антинейтрино с помощью одного детектора на разных дистанциях от активной зоны мощного энергетического реактора. Это позволило получить большую статистику полезных событий (порядка 106), и отказаться от использования при поиске стерильных осцилляций теоретических моделей, которые вносят дополнительную систематическую неопределенность на уровне 5%.

Научная и практическая значимость.

1. С помощью созданной установки получены рекордные ограничения на значения параметров стерильных осциляций на короткой базе. Исключена большая часть параметров стерильных осцилляций, предсказанных в предыдущих работах.

2. Предложенная методика дополнительного контроля работы реактора по антинейтрино имеет существенное значение для опеспечения безопасной и надежной эксплуатации существующих и разрабатываемых АЭС, а также позволяет отслеживать динамику изменения основных компонент ядерного топлива в активной зоне, что важно для контроля ядерных материалов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты измерений энергетических спектров и потоков антинейтрино от реактора ВВЭР-1000 на расстояниях 11-13 метров от центра активной зоны, позволившие получить рекордную чувствительность при поиске осцилляций антинейтрино на короткой базе.

2. Точность определения тепловой мощности энергетического ядерного реактора с помощью антинейтрино 1.5% за два дня измерений.

3. Рекордные параметры измерительной установки БЛЫЗБ при исследованиях антинейтрино на малых расстояниях: соотношение сигнал/фон более 50/1, количество регистрируемых антинейтрино — 3500-4900 событий в сутки.

4. Разработана методика регистрации антинейтрино от ядерного реактора компактным сегментированным сцинтилляционным детектором на основе пластмассового

сцинтиллятора. Для детектора антинейтрино DANSSino соотношение сигнал/фон составило ~1/1.

Степень достоверности и апробация результатов.

Достоверность результатов работы подтверждается сравнением полученных результатов с Монте-Карло моделью, а также с данными современных реакторных экспериментов NEOS [21], STEREO [22], PROSPECT [23], iDream [24]. Результаты по определению тепловой мощности реактора с помощью созданной установки согласуются с точностью 1.5% со значениями мощности, рассчитанными по стандартным методикам в атомной промышленности.

Основные результаты работы докладывались на конференциях:

1. Доклад «DANSSINO: пробная версия нейтринного детектора DANSS», XVII молодежная научная конференция Объединения молодых ученых и специалистов, 2013, Дубна.

2. Доклад «DANSS experiment», Международная сессия-конференция Секции ядерной физики ОФН РАН «Физика фундаментальных взаимодействий», посвященная 50-летию Баксанской нейтринной обсерватории, 2017, Нальчик.

3. Доклад «Resent results from the DANSS experiment», the 6th International Conference on Particle Physics and Astrophysics, 2022, Москва.

4. Доклад «Resent results from the DANSS experiment», 21-я Международная Ломоносовская конференция по физике элементарных частиц, 2023, Москва.

5. Доклад «Investigation of reactor neutrino in the DANSS experiment», LXXIV International conference Nucleus-2024: Fundamental problems and applications, 2024, Дубна.

6. Доклад «The DANSS Upgrade. Status and perspectives», 22-я Международная Ломоносовская конференция по физике элементарных частиц, 2025, Москва.

Публикации. Основные результаты по теме диссертации изложены в 6 рецензируемых печатных изданиях [A1—A6], индексируемых Web of Science, Scopus и входящих в список ВАК.

Личный вклад автора. Вклад автора был определяющим в разработке, создании и тестах прототипа детектора DANSSino, анализе данных измерений. Автор принимал активное участие в разработке, создании детектора DANSS, проведении измерений на тестовых стендах, на протяжении нескольких лет являлся координатором всех работ, проводи-

мых с детектором на Калининской АЭС, обеспечивал непрерывный общий контроль за работой экспериментальной установки.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, словаря терминов, списка публикаций автора с результатами диссертации, списка литературы, списка иллюстративного материала и списка таблиц. Общий объем диссертации составляет 116 страниц, включая 58 рисунков и 12 таблиц. Список публикаций автора содержит 6 наименований. Список литературы содержит 138 наименований.

Глава 1

Реакторные антинейтрино.

1.1. Открытие реакторных антинейтрино и современные методы их регистрации

Впервые гипотеза нейтрино была предложена Вольфгангом Паули в 1930 году [25] для решения проблемы спектра электронов бета-распада. Прежде бета-распад считался реакцией вида1:

ядро ^ ядро' + £ (1.1)

В этой модели энергии электронов в бета-распадных спектрах должны были принимать определенные дискретные значения с учетом разрешения детектора. Но в экспериментальных работах [27], [28] было показано, что энергии бета-частиц из распадов имеют непрерывные распределения. Введение дополнительной гипотетической нейтральной частицы объясняло подобный эффект тем, что нейтрино уносило часть энергии в реакции:

ядро ^ ядро' + £ + V (1.2)

Несколькими годами позже Энрико Ферми создал четырехчастичную теорию бета-распада, объясняющую этот физический процесс [29], [30], который в простейшем случае может быть представлен в виде реакции распада свободного нейтрона:

п ^ р + е- + V) (1.3)

Вскоре после появления теории Ферми Бете и Пайерлсом была сделана первая оценка сечения взаимодействия нейтрино с веществом [31]. Рассматривалась реакция «аннигиляции» нейтрино при столкновении с ядром с испусканием электрона или позитрона. Предполагаемая величина сечения составила 10-44 см2, и поэтому поначалу считалось почти невозможным осуществление экспериментальной проверки этого процесса.

Эксперимент, подвердивший существование нейтрино, был проведен Райнесом и Коуэном в 1955-1956 годах. Изначально предполагалось использовать один из самый мощных искусственных источников нейтрино - взрыв ядерной бомбы. В результате взрыва

1 нейтрон был открыт лишь в 1932 году Джеймсом Чедвигом [26]

появляется гигантское количество нейтронов (Выражение 1.3) и ядер осколков после цепной реакции деления (Выражение 1.4), которые далее распадаются с сопутствующим испусканием антинейтрино 2. Ожидаемая в итоге нейтринная «вспышка», предполагалась достаточно большой для успешной регистрации с помощью существовавшей в время аппаратуры.

(А,г) ^ (А,г + 1) + е~ + V

(1.4)

Но окончательный выбор был сделан на измерении потока антинейтрино от ядерного реактора3 [9]. Основным плюсами такого подхода являются большее доступное время для измерений (эксперимент можно проводить несколько месяцев и более с возможностью последующей модернизации экспериментальной установки в случае необходимости), меньший радиоактивный фон и отсутствие сейсмических волн, способных повредить измерительную аппаратуру.

Рис. 1.1. Схема детектирования антинейтрино в эксперименте Райнеса и Коуэна [34].

Главная идея регистрации антинейтрино представлена на рисунке 1.1. В качестве основной реакции было предложено использовать реакцию обратного бета-распада (далее ОБР, Выражение 1.5) на протонах в воде с порогом в 1,806 МэВ:

2 Согласно работе [32] при ядерном взрыве на 1 килотоннутротилового эквивалента должно испускаться около 3 ■ 1023антинейтрино

3 Следует отметить, что первая попытка эксперимента в 1953 году [33] не увенчалась успехом. Регистрируемое количество событий заметно превышало ожидаемую величину и объяснялось вторичными частицами от взаимодействий космогенных мюонов с веществом защиты детектора. В итоге результаты эксперимента не могли быть интерпретированы как подтверждение существования нейтрино.

v + р ^ п + е+ (1.5)

Рис. 1.2. Установка состояла из трех детекторов с жидким органическим сцинтиллятором (I, II и III), просматриваемых фотоумножителями, и двух пластиковых 200л баков с водой, содержащей кадмиевую соль (A, B), в качестве мишени. Геометрия баков была рассчитана таким образом, что анниги-ляционные гамма-кванты попадали в соседние детекторы и давали сопадение как для сигнала от позитрона, так и для гамма-излучения после захвата нейтрона на кадмии. Баки и детекторы были окружены пассивной защитой из парафина и свинца [34].

В результате ОБР образуются позитрон и нейтрон. Позитрон почти мгновенно теряет свою энергию по мере прохождения вещества мишени из-за ионизационных потерь и тормозного излучения (несколько сантиметров), далее аннигилирует с ближайшим электроном с последующим испусканием двух у-квантов с энергией 511 кэВ каждый4. В воде мишени растворена соль кадмия, имеющего большое сечение захвата нейтрона (20700 барн для 113Сй, 12,2% содержащимся в натуральном кадмии). Нейтрон замедляется в воде в течение нескольких микросекунд (10 мкс в описываемом эксперименте), а далее захватывается на ядре кадмия. Ядро кадмия после захвата переходит в возбужденное состояние и, снимая возбуждение, испускает несколько гамма-квантов общей энергией около 9 МэВ. Таким образом, взаимодействие антинейтрино в мишени имело четкий паттерн: мгновенный сигнал от позитрона и его аннигиляции, и, через несколько микросекунд после, сигнал от релаксации ядра кадмия при захвате нейтрона. Во множестве следующих реак-

4 Вероятность аннигиляции позитрона с испусканием трех гамма-квантов меньше 1%, поэтому обычно рассматривают лишь аннигиляцию через испускание двух гамма-квантов.

торных экспериментов использовалась именно подобная схема регистрации антинейтрино по реакции ОБР с двумя сигналами во временном сопадении длительностью несколько десятков микросекунд.

Измерительная установка (1.2) располагалась под землей рядом с реактором Саванна Ривер. Ожидаемый поток антинейтрино от реактора оценивался в 1,2 • 1013 см-2•сек-1. Общее время экспозиции включая выключенный реактор составило около 1371 часов (57 дней). После некоторой промежуточной модификации установка регистрировала ~70 антинейтрино в день с соотношением сигнал к фону 3 к 1. Достигнутые результаты позволили подтвердить существование (анти)нейтрино и получить первую экспериментальную оценку величины сечения взаимодействия этих частиц с веществом, равную 6,3 • 10-44см2. Современные оценки сечения взаимодействия нейтрино с веществом можно найти в работах [35], [36].

В последующие десятилетия было проведено огромное количество экспериментов по изучению антинейтрино от реакторов, большая часть которых использовала реакцию ОБР в качестве основе для регистрации этих частиц. Сравнение интегральных сечений наиболее популярных реакций для ожидаемого спектра реакторных антинейтрино, применяемых в экспериментах, приведено в Таблице 1.1.

Реакция Название Интегральное сечение, 10-44см2 Порог реакции, МэВ

уе + р ^ е+ + п Обратный бета-распад 63 1,8

уе + е- ^ уе + е- Упругое рассеяние нейтрино на электроне 0,4 • г 0,0

уе + А--> уе + А Упругое когерентное рассеяние нейтрино на ядре 9,2 • N2 0,0

уе + й ^ е+ + п + п Дезинтеграция дейтрона (заряженный ток) 1,1 4,0

уе + й ^ п + р + Уе Дезинтеграция дейтрона (нейтральный ток) 3,1 2,2

Таблица 1.1. Наиболее используемые реакции для регистрации антинейтрино от реакторов [37]. Ъ и N - количество протонов и нейтронов в ядре-мишени соответственно.

Из всех перечисленных в таблице реакций наибольшим сечением обладает упругое когерентное рассеяние нейтрино на ядре (далее УКРН). Указанный процесс был пред-

сказан в рамках Стандартной модели [38], и подробное его исследование может быть еще одной проверкой существования Новой Физики [39-41]. УКРН впервые экспериментально подтверждено в эксперименте COHERENT [42-45] для нейтрино от ускорительного комплекса SNS. На сегодняшний день существует множество исследований, направленных на изучение УКРН также для солнечных нейтрино (PandaX-4T [46], XENONnT [47]) и реакторных антинейтрино (CONUS/CONUS+ [10; 11], NEON [12], nuGeN [13], RED-100[14] и др.). Сечение УКРН более чем на два порядка выше, чем для ОБР[48]. Однако, процесс можно наблюдать лишь по регистрации ядер отдачи, которые вследствие кинематических эффектов при рассеянии нейтрино приобретают весьма малую энергию (меньше нескольких килоэлектронвольт в зависимости от ядра мишени), что составляет основную сложность в проведении подобных экспериментов. При этом значительный вклад в ожидаемые события выше порога регистрации дают именно антиненейтрино с большими энергиями. Однако, работ по исследованиям реакторных антинейтрино высоких энергий довольно мало [49], так как экспериментальный энергетический спектр антинейтрино от реакторов для энергий больше 8 МэВ сильно спадает и для точного его определения требуются данные с большой статитистикой (более 106 событий).

Что касается реакции ОБР, то ее широкое применение обусловлено двумя главными факторами: высокой величиной сечения относительно альтернативных реакций и одновременно с этим хорошим паттерном события — последовательной регистрацией позитрона и нейтрона в задержанных совпадениях. По современным оценкам лишь четверть из всех антинейтрино, испускаемых работающим реактором, имеют энергии выше порога реакции в 1,806 МэВ и могут быть зарегистрированы таким способом. При этом энергия антинейтрино в силу кинематики реакции почти полностью передается позитрону, который вскоре после своего рождения аннигилирует в веществе. Измеряемые энергетические спектры позитронов (часто называемые в литературе экспериментальными антинейтринными спектрами) после реакций ОБР при пересчете в спектры антинейтрино включают в себя помимо отклика собственно детектора также зависимость сечения реакции ОБР, растущего с увеличением энергии (Рисунок 1.3), что необходимо учитывать.

Стоит также отметить, что существуют две трактовки соответствия измеряемых с помощью реакции ОБР энергетических спектров позитронов антинейтринным. Согласно первой, энергопотери позитрона до остановки в веществе регистрируются в детекторе совместно с двумя аннигиляционными гамма-квантами. В этом случае, как правило, используется термин «мгновенные» (prompt) спектры/события, при этом измеряемая энергия со-

Апйпецйппо Епегду (Ме\/)

Рис. 1.3. Детектирование антинейтрино от реактора с помощью реакции ОБР [50].

бытий ЕрГотрг в первом приближении может быть пересчитана в энергию антинейтрино через следующее соотношение:

Еуе = Еprоmpí + (1,806 - 2 • 0,511) МэВ = Ерготр1 + 0,788 МэВ (1.6)

Во втором случае, если из данных измерений возможно реконструировать энергию позитрона отдельно от аннигиляционных гамма-квантов или выполнен специальный пересчет измеренных спектров мгновенных событий от ОБР, то используется термин «пози-тронные спектры» в контексте исследований энергетических распределений антинейтрино:

Еуе = Ее+ + 1,806 МэВ (1.7)

В применении к прототипу детектора БЛШЭто в представляемой работе будет подразумеваться первая трактовка, а в описании исследований с полноразмерным детектором БЛ^Э уже вторая.

1.2. Аномалии в физике нейтрино

Первое указание на некоторые аномалии в современной экпериментальной нейтринной физике появилось в ускорительном эксперименте LSND [1], где наблюдался избыток регистрируемых ve после ожидаемых осцилляций из v^. Далее также в ускорительном эксперименте MiniBooNE наблюдался избыток событий электронных нейтрино и антинейтрино [2] (Рисунок 1.4.а). Вместе эти два результата дают комбинированный результат в 6а для избытка событий, что в нейтринной физике получило название «ускорительной аномалии». Однако, следует отметить, последующий эксперимент MicroBooNE специально нацеленный на проверку результатов MiniBooNE не подтвердил подобный эффект в своих измерениях [51].

В радиохимических экспериментах SAGE [3] и GALLEX [4], изучающих поток нейтрино от Солнца наблюдается значимый дефицит событий при калибровке с помощью радиоактивных источников — «галлиевая аномалия», недавно еще раз подтвержденный в эксперименте BEST [5] (Рисунок 1.4.б)

Что касается реакторных экспериментов, то большую известность получила работа [6], в которой было проведено сравнение данных всех осуществленных на тот момент измерений потоков антинейтрино от реакторов с теоретическими предсказаниями. В указанном исследовании был выявлен 6% дефицит зарегистрированных антинейтрино в экспериментах, называемый далее «реакторной аномалией» (Рисунок 1.4.в).

Уже сразу после публикций коллаборации LSND появились много теорий, объясняющих избыток событий существованием одного или более легкого стерильного нейтрино [52-56], получивших далее развитие для объяснения галлиевой и реакторной аномалий (Обзоры [7], [8]). Самой простой для проверки гипотезой является так называемая модель «3+1», постулирующая наличие дополнительного массового состояния v4 преимущественно определяющего еще один аромат нейтрино, который не участвует в слабых взаимодействиях. В этом случае стандартная матрица Понтекорво-Маки-Накагавы-Сакаты 3 х 3, описывающая осцилляции нейтрино, расширяется до матрицы размером 4 х 4. Чтобы удовлетворять экспериментальным данным, масса стерильного нейтрино должна быть около 1 эВ, что приводит к очень быстрому затуханию осцилляций в зависимости от расстояния по сравнению с уже известными (Рисунок 1.5).

(а)

(б)

Рис. 1.4. Аномалии в нейтринном секторе:

(а) - ускорительная аномалия на примере избытка событий в М1шВоо^ [2]; (б)- галлиевая аномалия. Отношение измеренного числа событий от радиоактивных источников к ожидаемому [5]; (в) -Реакторная аномалия. Отношение измеренного к ожидаемому количеству антинейтринных событий в зависимости от расстояния до реактора [6]

Поэтому для малых дистанций вероятность выживания электронного антинейтри-

но может быть описана в терминах двухкомпонентых осцилляций с углом смешивания в

14

и разницей квадратов масс Am41:

Р (ve ^ ve) = 1 - sin2 2в41 sin

1,267Am41 [эВ2] L [м]

(1.8)

\

[МэВ]

где Ь - это расстояние между источником испускания антинейтрино с энергией Еу и детектором (точкой взаимодействия). Видно, что вероятность выживания определяется как энергией антинейтрино, так и расстоянием от точки испускания до точки детектирования.

Рис. 1.5. Сравнение классических трехкомпонентных осцилляций нейтрино (пунктирная линия) с предполагаемой моделью 3 активных и одного стерильного нейтрино (сплошная линия) [57].

2

В совместном анализе экспериментов NEOS и RENO [21] был определен регион с уровнем достоверности 68% и лучшей точкой значений параметров стерильных осцилляций Am^1 = 2,41 эВ2, sin22e14 = 0,08, имеющей p-значение 8,2%, заметно близкой к лучшей точке параметров, объясняющих реакторную аномалию Am^1 = 2,3 эВ2, sin22e14 = 0,14

Следует выделить результаты эксперимента Нейтрино-4 [58], где утверждается о наблюдении стерильных осцилляций с оптимальными параметрами Am41 = 7,3 ± 1,17 эВ2, sin22e14 = 0,36 ± 0,12 и консервативной оценкой уровня достоверности в 2,7а (Рисунок 1.6). При совместном анализе с данными экспериментов SAGE, GALLEX и BEST уровень значимости результатов поднимается до 5,8а [59]. Однако, существуют некоторые критические замечания в научном сообществе [60], [61], результаты похожих экспериментов STEREO [22], PROSPECT [23] не подтверждают лучшую точку и часть области возможных значений параметров осцилляций, а предварительные данные эксперимента KATRIN полностью исключают всю указанную область параметров Нейтрино-4 [62]. Тем не менее, для полноценного

Рис. 1.6. Кривая осцилляциониого процесса от центра активной зоны реактора в эксперименте Ней-трино-4 [58]. Черные точки - экспериментальные данные, красные и синие точки соответствуют рассматриваемой модели осцилляций для разной ширины рассматриваемых энергетических интервалов.

опровержения или, наоборот, подтверждения теории осцилляций на короткой базе (расстояния менее 50 метров между детектором и источником нейтрино) все еще требуются дополнительные исследования в большем количестве различных экспериментов.

Возможное объяснение дефицита регистрируемых антинейтрино в реакторных экспериментах может заключаться в переоценке вклада доли 235U относительно 239Ри в общем вкладе рождения антинейтрино, что согласуется с проведенными исследованиями Daya Bay [63], [64], RENO [65], STEREO [66], Курчатовского Института[67].

С другой стороны, наблюдается некоторое искажение формы мгновенных спектров от реакции ОБР реакторных антинейтрино, полученных в экспериментах RENO [68], Daya Bay [69], NEOS [70], Double Chooz [71] и многих других в сравнении с предсказаниями моделей (См Рисунок 1.7). На данный момент не существует полного объяснения этому эффекту даже в предположении стерильных осцилляций, хоть и есть несколько различных предположений: недоучет неизвестной части короткоживущих бета-распадныхядер в расчетах антинейтринных спектров [72], взаимодействие антинейтрино с углеродом в веществе детектора в реакции 13С(v,v'n)12C* [73], нелинейность энергетической шкалы в анти-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Житников Игорь Викторович, 2026 год

Список литературы

1. Aguilar A. [et al.] / Evidence for neutrino oscillations from the observation of ve appearance in a vn beam // Phys. Rev. D. — 2001. — Vol. 64, issue 11. — P. 112007. — URL: https : //link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.64.112007.

2. Aguilar-Arevalo A. A. [et al.] / Significant Excess of Electronlike Events in the MiniBooNE Short-Baseline Neutrino Experiment // Phys. Rev. Lett. — 2018. — Vol. 121, issue 22. — P. 221801. — URL: https ://link.aps .org/doi/10,1103/PhysRevLett. 121.221801.

3. Abdurashitov J. N. [et al.] / Measurement of the response of a Ga solar neutrino experiment to neutrinos from a 37Ar source // Phys. Rev. C. — 2006. — Vol. 73, issue 4. — P. 045805. — URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevC.73.045805.

4. Kaether F. [et al.] / Reanalysis of the Gallex solar neutrino flux and source experiments // Physics Letters B. — 2010. — Vol. 685, no. 1. — P. 47-54. — ISSN 0370-2693. — URL: https : //www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269310000729.

5. Barinov V. V. [et al.] / Search for electron-neutrino transitions to sterile states in the BEST experiment // Phys. Rev. C. — 2022. — Vol. 105, issue 6. — P. 065502. — URL: https : //link.aps.org/doi/10,1103/PhysRevC.105.065502.

6. Mention G. [et al.] / Reactor antineutrino anomaly // Phys. Rev. D. — 2011. — Vol. 83, issue 7. — P. 073006. — URL: https : //link. aps . org/doi/10.1103/PhysRevD. 83. 073006.

7. Abazajian K. N. [et al.] / Light Sterile Neutrinos: A White Paper. — 2012. — arXiv: 1204. 5379 [hep-ph]. — URL: https://arxiv.org/abs/1204.5379.

8. Acero M. A. [et al.] / White paper on light sterile neutrino searches and related phenomenology // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. — 2024. — Vol. 51, no. 12. — P. 120501. — URL: https : //doi . org/10. 1088/1361-6471/ad307f.

9. Cowan C. L. [et al.] / Detection of the Free Neutrino: a Confirmation // Science. — 1956. — Vol. 124, no. 3212. — P. 103-104. — eprint: https : //www . science . org/doi/pdf /10 . 1126/science . 124.3212.103. — URL: https://www.science.org/doi/abs/10.1126/ science.124.3212.103.

10. Ackermann N. [et al.] / Final CONUS Results on Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering at the Brokdorf Reactor // Phys. Rev. Lett. — 2024. — Vol. 133, issue 25. — P. 251802. — URL: https://link.aps.org/doi/10,1103/PhysRevLett.133.251802.

11. Ackermann N. [et al.] / CONUS+ Experiment // The European Physical Journal C. — 2024. — Vol. 84. — P. 1265.

12. Choi J. J. [et al.] / Exploring coherent elastic neutrino-nucleus scattering using reactor electron antineutrinos in the NEON experiment // The European Physical Journal C. — 2023.—Vol. 83.— P. 226.

13. Belov V. [et al.] / New constraints on coherent elastic neutrino-nucleus scattering by the vGeN experiment // Chinese Physics C. — 2025. — Vol. 49, no. 5. — P. 053004. — URL: https : //doi.org/10.1088/1674-1137/adb9c8.

14. Akimov D. Y. [et al.] / The RED-100 experiment // Journal of Instrumentation. — 2022. — Vol. 17, no. 11. — T11011. — URL: https://doi.org/10.1088/1748-0221/17/11/T11011.

15. Климов Ю. В. [и др.] / Дистанционное измерение мощности и энерговыработки реактора нейтринным методом//Атомная энергия. —1994. — Т. 76, № 2. — С. 130—135.

16. Sun Y., Kurosaki K. / Technical Overview of Recent Developments in Small Modular Reactors in the United States. — 2025. — arXiv: 2504.02599 [physics.soc-ph]. — URL: https: //arxiv.org/abs/2504.02599.

17. Houston E. [et al.] / Neutrino-detector design for safeguarding small modular reactors // Phys. Rev. Appl. — 2024. — Vol. 21, issue 6. — P. 064061. — URL: https : //link. aps . org/ doi/10.1103/PhysRevApplied.21.064061.

18. Кетов С. H. [и др.] / Дистанционное мониторирование энерговыработки реактора по его нейтринному излучению как возможное средство контроля ядерных материалов на АЭС // Proceedings of a symposium "Nuclear Safeguards Technology 1986". —1987. — Т. 2. —С. 139.

19. Nieto M. M. [et al.] / Detection of Antineutrinos for Nonproliferation // Nuclear Science and Engineering. — 2005. — Vol. 149, no. 3. — P. 270-276. — URL: https://doi.org/10.13182/ NSE05-A2493.

20. Stewart C., Abou-Jaoude A., Erickson A. / Employing antineutrino detectors to safeguard future nuclear reactors from diversions // Nature Communications. — 2019. — Vol. 10. — P. 3527.

21. Atif Z. [et al.] / Search for sterile neutrino oscillations using RENO and NEOS data // Phys. Rev. D. — 2022. — June. — Vol. 105, issue 11. — P. L111101. — URL: https : //link. aps . org/doi/10.1103/PhysRevD.105.L111101.

22. The STEREO Collaboration / STEREO neutrino spectrum of 235U fission rejects sterile neutrino hypothesis // Nature. — 2023. — Vol. 613. — P. 257-261. — URL: https : / /www . nature.com/articles/s41586-022-05568-2.

23. Andriamirado M. [et al.] / Final Search for Short-Baseline Neutrino Oscillations with the PROSPECT-I Detector at HFIR // Phys. Rev. Lett. — 2025. — Apr. — Vol. 134, issue 15. — P. 151802. — URL: https : //link.aps . org/doi/10,1103/PhysRevLett. 134. 151802.

24. Абрамов А. В. [и др.] / Измерение энерговыработки реактора ВВЭР-1000 по потоку антинейтрино из активной зоны // ВМУ. Серия 3. ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ. — 2025. — Т. 80, вып. 2. — С. 2520202.

25. Pauli W. / Dear radioactive ladies and gentlemen, 4 Dec 1930, A translation from German to English appeared in the article "The idea of the neutrino" Laurie M. Brown // Phys.Today. — 1978. — Vol. 31, no. 9. — P. 23-28.

26. ChadwickJ. /The Existence of a Neutron//Proc. Roy. Soc. —1932. —Vol.A136. —P. 692-708.

27. Chadwick J. / Intensitätsverteilung im magnetischen Spektrum von ^-Strahlen von Radium B+C //Verh. Phys. Gesell. — 1914. — Vol. 16. — P. 383-391.

28. Ellis C. D., Wooster W. A. / The Average Energy of Disintegration of Radium E // Proc. Ray. Soc. — 1927. — Vol. A117. — P. 109-123.

29. Fermi E. / Trends to a Theory of beta Radiation // Nuovo Cim. —1934. — Vol. 11. — P. 1-19.

30. Fermi E. / Trends to a Theory of beta Radiation // Nuovo Cim. —1934. — Vol. 11. — P. 1-19.

31. Bethe H., Peierls C. I. / The "Neutrino" // Nature. —1934. — Vol. 133. — P. 532.

32. Distel J. R. [et al.] / Novel Application of Neutrinos to Evaluate U.S. Nuclear Weapons Performance. — 2025. — arXiv: 2411.11804 [physics . ins-det]. — URL: https : //arxiv. org/abs/2411.11804.

33. Reines F., Cowan C. L. / Detection of the Free Neutrino // Phys. Rev. —1953. — Nov. — Vol. 92, issue 3. — P. 830-831. — URL: https: //link. aps. org/doi/10.1103/PhysRev. 92. 830.

34. Reines F. [et al.] / Detection of the Free Antineutrino // Phys. Rev. —1960. — Jan. — Vol. 117, issue 1. — P. 159-173. — URL: https: //link. aps. org/doi/10.1103/PhysRev .117.159.

35. Strumia A., Vissani F. / Precise quasielastic neutrino/nucleon cross-section // Physics Letters B. — 2003. — Vol. 564, no. 1. — P. 42-54. — ISSN 0370-2693. — URL: https : / /www . sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269303006166.

36. Ricciardi G., Vignaroli N., Vissani F. / An accurate evaluation of electron (anti-)neutrino scattering on nucleons // Journal of High Energy Physics. — 2022. — Vol. 2022. — P. 212. — URL: https://link.springer.com/article/10.1007/JHEP08(2022)212.

37. Zhang C., Qian X., Fallot M. / Reactor antineutrino flux and anomaly // Progress in Particle and Nuclear Physics. — 2024. — Vol. 136. — P. 104106. — ISSN 0146-6410. — URL: https : //www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0146641024000103.

38. Freedman D. Z. / Coherent effects of a weak neutral current // Phys. Rev. D. — 1974. — Mar.— Vol. 9, issue 5. — P. 1389-1392. — URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/ PhysRevD.9.1389.

39. Romeri V. D. / Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering in the Standard Model and Beyond // Letters in High Energy Physics. — 2023. — Vol. 2023. — P. 343.

40. Chattaraj A. [et al.] / Probing conventional and new physics at the ESS with coherent elastic neutrino-nucleus scattering // Journal of High Energy Physics. — 2025. — Vol. 2025. — P. 64.

41. Alpizar-Venegas M. [et al.] / Exploring the standard model and beyond from the evidence of CEvNS with reactor antineutrinos in CONUS+ // Phys. Rev. D. — 2025. — Mar. — Vol. 111, issue 5. — P. 053001. — URL: https : //link . aps . org/doi/10 . 1103/PhysRevD . 111 . 053001.

42. Akimov D. [et al.] / Observation of coherent elastic neutrino-nucleus scattering // Science. — 2017. — Vol. 357, no. 6356. — P. 1123-1126. — eprint: https : //www . science . org/doi/ pdf/10.1126/science . aao0990. — URL: https://www.science.org/doi/abs/10.1126/ science.aao0990.

43. Akimov D. [et al.] / First Measurement of Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering on Argon // Phys. Rev. Lett. — 2021. — Jan. — Vol. 126, issue 1. — P. 012002. — URL: https : //link.aps.org/doi/10,1103/PhysRevLett.126.012002.

44. Akimov D. [et al.] / Measurement of the Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering Cross Section on Csl by COHERENT // Phys. Rev. Lett. — 2022. — Aug. — Vol. 129, issue 8. — P. 081801. — URL: https : //link.aps . org/doi/10,1103/PhysRevLett. 129. 081801.

45. Adamski S. [et al.] / Evidence of Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering with COHERENT's Germanium Array // Phys. Rev. Lett. — 2025. — June. — Vol. 134, issue 23. — P. 231801. — URL: https : //link.aps . org/doi/10,1103/PhysRevLett. 134. 231801.

46. Bo Z. [et al.] / First Indication of Solar 8B Neutrinos through Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering in PandaX-4T // Phys. Rev. Lett. — 2024. — Nov. — Vol. 133, issue 19. — P. 191001. — URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.

133.191001.

47. Aprile E. [et al.] / First Indication of Solar 8B Neutrinos via Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering with XENONnT // Phys. Rev. Lett. — 2024. — Nov. — Vol. 133, issue 19. — P. 191002. — URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.

133.191002.

48. Акимов Д. Ю. [и др.] / Упругое когерентное рассеяние нейтрино на атомном ядре — недавно обнаруженный тип взаимодействия нейтрино низких энергий // Усп. физ. наук. — 2019. — Т. 189, № 2. — С. 173—186. — URL: https: //ufn. ru/ru/articles/2019/ 2/c/.

49. An F. P. [et al.] / First Measurement of High-Energy Reactor Antineutrinos at Daya Bay // Phys. Rev. Lett. — 2022. — July. — Vol. 129, issue 4. — P. 041801. — URL: https : //link. aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.129.041801.

50. Vogel P., Wen L., Zhang C. / Neutrino oscillation studies with reactors // Nature Communications. — 2015. — Vol. 6. — P. 6935.

51. Abratenko P. [et al.] / Search for an Anomalous Production of Charged-Current ve Interactions without Visible Pions across Multiple Kinematic Observables in MicroBooNE // Phys. Rev. Lett. — 2025. — Aug. — Vol. 135, issue 8. — P. 081802. — URL: https : //link. aps.org/doi/10.1103/x259-z6mf.

52. Ma E., Rajasekaran G., Stancu I. / Hierarchical four-neutrino oscillations with a decay option // Phys. Rev. D. — 2000. — Mar. — Vol. 61, issue 7. — P. 071302. — URL: https : //link.aps.org/doi/10,1103/PhysRevD.61.071302.

53. Ma E., Rajasekaran G. / Light unstable sterile neutrino // Phys. Rev. D. — 2001. — Nov. — Vol. 64, issue 11. — P. 117303. — URL: https://link. aps. org/doi/10.1103/PhysRevD . 64.117303.

54. Palomares-Ruiz S., Pascoli S., Schwetz T. / Explaining LSND by a decaying sterile neutrino // Journal of High Energy Physics. — 2005. — Sept. — Vol. 2005, no. 09. — P. 048. — URL: https://doi.org/10.1088/1126-6708/2005/09/048.

55. Strumia A. / Interpreting the LSND anomaly: sterile neutrinos or CPT-violation or...? // Physics Letters B. — 2002. — Vol. 539, no. 1. — P. 91-101. — ISSN 0370-2693. — URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269302020427.

56. Zysina N. Y., Fomichev S. V., Khruschov V. V. / Mass properties of active and sterile neutrinos in a phenomenological (3 + 1 + 2) model // Phys. Atom. Nuclei. — 2014. — Vol. 77. — P. 890-900. — URL: https://link.springer.com/article/10.1134/S1063778814070175.

57. Gando A. [et al.] / CeLAND: search for a 4th light neutrino state with a 3 PBq 144Ce-144Pr electron antineutrino generator in KamLAND. — 2014. — arXiv: 1312 . 0896 [physics.ins-det]. — URL: https://arxiv.org/abs/1312.0896.

58. Serebrov A. P. [et al.] / Search for sterile neutrinos with the Neutrino-4 experiment and measurement results // Phys. Rev. D. — 2021. — Aug. — Vol. 104, issue 3. — P. 032003. — URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.104.032003.

59. Серебров А. П., Самойлов Р. М., Чайковский М. Е. / Анализ результата эксперимента Нейтрино-4 совместно с другими экспериментами по поиску стерильного нейтрино в рамках нейтринной модели 3+1 // ЖЭТФ. — 2023. — Т. 64,1(7). — С. 66—83.

60. Almazan H. [et al.] / Note on arXiv:2005.05301, 'Preparation of the Neutrino-4 experiment on search for sterile neutrino and the obtained results of measurements'. — 2020. — arXiv: 2006.13147 [hep-ex]. — URL: https://arxiv.org/abs/2006.13147.

61. Данилов М. В., Скробова H. А. / Комментарий к статье «Анализ результатов эксперимента Нейтрино-4 по поиску стерильного нейтрино и сравнение с результатами других экспериментов» (Письма в ЖЭТФ 112(4), 211 (2020)). — 2020. — URL: https : / / www . mathnet . ru/ php/ archive . phtml ?wshow = paper &jrnid=jetpl& paperid=6272&option_lang=rus.

62. Acharya H. [и др.] / Sterile-neutrino search based on 259 days of KATRIN data. — 2025. — arXiv: 2503.18667 [hep-ex]. — URL: https: //arxiv. org/abs/2503.18667.

63. An F. P. [et al.] / Evolution of the Reactor Antineutrino Flux and Spectrum at Daya Bay // Phys. Rev. Lett. — 2017. — June. — Vol. 118, issue 25. — P. 251801. — URL: https : //link.aps.org/doi/10,1103/PhysRevLett.118.251801.

64. Adey D. [et al.] / Extraction of the 235U and 239Pu Antineutrino Spectra at Daya Bay // Phys. Rev. Lett. — 2019. — Sept. — Vol. 123, issue 11. — P. 111801. — URL: https : //link. aps . org/doi/10,1103/PhysRevLett.123.111801.

65. Bak G. [et al.] / Fuel-Composition Dependent Reactor Antineutrino Yield at RENO // Phys. Rev. Lett. — 2019. — June. — Vol. 122, issue 23. — P. 232501. — URL: https : //link. aps . org/doi/10.1103/PhysRevLett.122.232501.

66. Almazan H. [et al.] / Accurate Measurement of the Electron Antineutrino Yield of 235U Fissions from the STEREO Experiment with 119 Days of Reactor-On Data // Phys. Rev. Lett. — 2020. — Nov.—Vol. 125, issue 20. — P. 201801. — URL: https://link.aps.org/doi/10. 1103/PhysRevLett.125.201801.

67. Kopeikin V., Skorokhvatov M., Titov O. / Reevaluating reactor antineutrino spectra with new measurements of the ratio between 235U and 239Pu p spectra // Phys. Rev. D. — 2021. — Oct. — Vol. 104, issue 7. — P. L071301. — URL: https : //link, aps . org/doi/10 . 1103/ PhysRevD.104.L071301.

68. AhnJ. K. [etal.] / Observation of Reactor Electron Antineutrinos Disappearance in the RENO Experiment // Phys. Rev. Lett. — 2012. — May. — Vol. 108, issue 19. — P. 191802. — URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.108.191802.

69. An F. P. [et al.] / Improved measurement of the reactor antineutrino flux and spectrum at Daya Bay // Chinese Physics C. — 2017. — Jan. — Vol. 41, no. 1. — P. 013002. — URL: https : //doi.org/10.1088/1674-1137/41/1/013002.

70. Ko Y. J. [et al.] / Sterile Neutrino Search at the NEOS Experiment // Phys. Rev. Lett. — 2017. — Mar. — Vol. 118, issue 12. — P. 121802. — URL: https : //link, aps . org/doi/10 . 1103/ PhysRevLett.118.121802.

71. The Double Chooz Collaboration / Double Chooz 0i3 measurement via total neutron capture detection // Nature Physics. — 2020. — Vol. 16. — P. 558-564. — URL: https: //www. nature. com/articles/s41567-020-0831-y.

72. Sinev V. [h flp.] / Uranium and Plutonium antineutrino spectra taken by summation method used to fit experimentally measured reactor antineutrino spectrum. — 2025. — arXiv: 2505. 11513 [nucl-ex]. — URL: https://arxiv.org/abs/2505.11513.

73. Berryman J. M., Brdar V., Huber P. / Particle physics origin of the 5 MeV bump in the reactor antineutrino spectrum? // Phys. Rev. D. — 2019. — Mar. — Vol. 99, issue 5. — P. 055045. — URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.99.055045.

74. Mention G. [et al.] / Reactor antineutrino shoulder explained by energy scale nonlinearities? // Physics Letters B. — 2017. — Vol. 773. — P. 307-312. — ISSN 0370-2693. — URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269317306573.

75. Letourneau A. [et al.] / Origin of the Reactor Antineutrino Anomalies in Light of a New Summation Model with Parametrized ß- Transitions//Phys. Rev. Lett. —2023. —Jan. —Vol. 130, issue 2. — P. 021801. — URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett. 130.021801.

76. Hayes A. C. [et al.] / Possible origins and implications of the shoulder in reactor neutrino spectra // Phys. Rev. D. — 2015. — Aug. — Vol. 92, issue 3. — P. 033015. — URL: https : //link.aps.org/doi/10,1103/PhysRevD.92.033015.

77. Боровой А. А., Микаэлян Л. А. / О нейтринной диагностики внутриреакторных процессов // Препринт ИАЭ-2546. — 1975.

78. Mikaelyan L. A. / Neutrino laboratory in the atomic plant (fundamental and applied researches) // Proceedings of the International Conference on Neutrino Physics and Neutrino Astrophysics. — 1978. — Vol. 2. — P. 383-385.

79. Боровой А. А., Микаэлян Л. А. / Возможности практического использования нейтрино // Атомная энергия. — 1978. — Т. 44, вып. 6. — С. 508—511.

80. Afonin A. I. [et al.] / A study of the reaction ve + p ^ e+ + n on a nuclear reactor // Sov. Phys. JETP. — 1988. — Vol. 67, issue 2. — P. 213-221.

81. EstienneM. [etal.] /Updated Summation Model: An Improved Agreement with the Daya Bay Antineutrino Fluxes // Phys. Rev. Lett. — 2019. — July. — Vol. 123, issue 2. — P. 022502. — URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.123.022502.

82. Letourneau A. [et al.] / Origin of the Reactor Antineutrino Anomalies in Light of a New Summation Model with Parametrized ß- Transitions//Phys. Rev. Lett. —2023. —Jan. —Vol. 130, issue 2. — P. 021801. — URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett. 130.021801.

83. Perisse L. [et al.] / Comprehensive revision of the summation method for the prediction of reactor ve fluxes and spectra // Phys. Rev. C. — 2023. — Nov. — Vol. 108, issue 5. — P. 055501. — URL: https ://link.aps .org/doi/10,1103/PhysRevC. 108.055501.

84. Vlasenko A. P. [et al.] / Antineutrino Spectra of235-238y and 239,241Pu Taken from the Double Chooz Experiment // Phys. Atom. Nuclei. — 2023. — Vol. 86. — P. 1178-1188. — URL: https://link.springer.com/article/10.1134/S1063778824010599.

85. Schreckenbach K. [et al.] / Absolute measurement of the beta spectrum from 235U fission as a basis for reactor antineutrino experiments // Physics Letters B. — 1981. — Vol. 99, no. 3. — P. 251-256. — ISSN 0370-2693. — URL: https : //www. sciencedirect. com/science/ article/pii/0370269381911205.

86. von Feilitzsch F., Hahn A., Schreckenbach K. / Experimental beta-spectra from 239Pu and 235U thermal neutron fission products and their correlated antineutrino spectra // Physics Letters B. — 1982. — Vol. 118, no. 1. — P. 162-166. — ISSN 0370-2693. — URL: https : //www.sciencedirect.com/science/article/pii/0370269382906220.

87. Schreckenbach K. [et al.] / Determination of the antineutrino spectrum from 235U thermal neutron fission products up to 9.5 MeV // Physics Letters B. — 1985. — Vol. 160, no. 4. — P. 325-330. — ISSN 0370-2693. — URL: https : / /www . sciencedirect . com/science/ article/pii/0370269385913371.

88. Hahn A. [et al.] / Antineutrino spectra from 241Pu and 239Pu thermal neutron fission products // Physics Letters B. — 1989. — Vol. 218, no. 3. — P. 365-368. — ISSN 0370-2693. — URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0370269389915980.

89. Huber P. / Determination of antineutrino spectra from nuclear reactors // Phys. Rev. C. — 2011. — Aug.—Vol. 84, issue 2. — P. 024617. — URL: https://link.aps.org/doi/10. 1103/PhysRevC.84.024617.

90. Mueller T. A. [et al.] / Improved predictions of reactor antineutrino spectra // Phys. Rev. C. — 2011. — May. — Vol. 83, issue 5. — P. 054615. — URL: https://link.aps.org/doi/10. 1103/PhysRevC.83.054615.

91. Kopeikin V. I., Panin Y. N., Sabelnikov A. A. / Measurement of the ratio of cumulative spectra of beta particles from 235U and 239Pu fission products for solving problems of reactor-antineutrino physics // Phys. At. Nucl. — 2021. — Vol. 84, issue 1. — P. 1-10. — URL: https://link.springer.com/article/10.1134/S1063778821010129.

92. Климов Ю. В., Копейкин В. И., Л.А.Микаэлян / Измерение вариаций сечения реакции ve + р ^ е+ + п в потоке ve от реактора // Ядерная физика. — 1990. — Т. 51, вып. 2. — С. 401—405.

93. Bowden N. [et al.] / Experimental results from an antineutrino detector for cooperative monitoring of nuclear reactors // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2007. —

Vol. 572, no. 2. — P. 985-998. — ISSN 0168-9002. — URL: https : //www . sciencedirect . com/science/article/pii/S0168900206024326.

94. An F. P. [et al.] / Improved Measurement of the Evolution of the Reactor Antineutrino Flux and Spectrum at Daya Bay // Phys. Rev. Lett. — 2023. — May. — Vol. 130, issue 21. — P. 211801. — URL: https : //link.aps . org/doi/10,1103/PhysRevLett. 130. 211801.

95. Боровой А. А. [и др.] / Возможности нейтринной диагностики при аварийных ситуациях на АЭС // Атомная энергия. — 1991. — Т. 70, вып. 6. — С. 386—388.

96. Abreu Y. [et al.] / Search for very-short-baseline oscillations of reactor antineutrinos with the SoLid detector // Phys. Rev. D. — 2025. — Apr. — Vol. 111, issue 7. — P. 072005. — URL: https://link.aps.org/doi/10,1103/PhysRevD.111.072005.

97. Klein H., Brooks F. D. / Scintillation Detectors for Fast Neutrons // Proceedings of the International Workshop on Fast Neutron Detectors and Applications—PoS(FNDA2006). — 2007. — P. 097.

98. Ko Y. J. [et al.] / Scintillation Detectors for Fast Neutrons // Journal of the Korean Physical Society. — 2016. — Vol. 69. — P. 1651-1655. — URL: https : / /link . springer . com/ article/10.3938/jkps.69.1651.

99. Ashenfelter J. [et al.] / Scintillation Detectors for Fast Neutrons // Journal of Instrumentation. —2019. — Vol. 14. — P03026. — URL: https://iopscience.iop. org/article/10.1088/1748-0221/14/03/P03026.

100. Senchyshyn V. [et al.] / Accounting for self-absorption in calculation of light collection in plastic scintillators // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2006. — Vol. 566, no. 2. — P. 286-293. — ISSN 0168-9002. — URL: https : //www. sciencedirect. com/science/ article/pii/S0168900206011946.

101. Senchyshyn V. [et al.] / Influence of polystyrene scintillator strip methods of production on their main characteristics // Radiation Measurements. — 2007. — Vol. 42, no. 4. — P. 911-914. — ISSN 1350-4487. — URL: https : / /www . sciencedirect . com/science/ article / pii / S1350448707001357 ; Proceedings of the 6th European Conference on Luminescent Detectors and Transformers of Ionizing Radiation (LUMDETR 2006).

102. Wojcik R. [et al.] / Embedded waveshifting fiber readout of long scintillators // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 1994. — Vol. 342, no. 2. — P. 416-435. — ISSN 0168-9002. — URL: https : / / www . sciencedirect . com / science / article / pii / 0168900294902690.

103. Michael D. [et al.] / The magnetized steel and scintillator calorimeters of the MINOS experiment // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2008. — Vol. 596, no. 2. — P. 190-228. — ISSN 0168-9002. — URL: https : / /www . sciencedirect . com/science/ article/pii/S0168900208011613.

104. Aliaga L. [et al.] / Design, calibration, and performance of the MINERvA detector // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2014. — Vol. 743. — P. 130-159. — ISSN 0168-9002. — URL: https : / / www . sciencedirect . com / science / article / pii / S0168900214000035.

105. Acquafredda R. [et al.] / The OPERA experiment in the CERN to Gran Sasso neutrino beam // Journal of Instrumentation. — 2009. — Vol. 4. — P. 416-435. — URL: https://iopscience. iop.org/article/10.1088/1748-0221/4/04/P04018.

106. Abe T. [et al.] / Belle II Technical Design Report. — 2010. — arXiv: 1011 . 0352 [physics.ins-det]. — URL: https://arxiv.org/abs/1011.0352.

107. Kudenko Y. / The near neutrino detector for the T2K experiment // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2009. — Vol. 598, no. 1. — P. 289-295. — ISSN 0168-9002. — URL: https : //www . sciencedirect . com/science/article/pii/S0168900208012473 ; Instrumentation for Collding Beam Physics.

108. Taylor K. J. R., Taylor P. D. P. / ISOTOPIC COMPOSITIONS OF THE ELEMENTS 1997 (Technical Report) // Pure Appl. Chem. 70. — 1998. — Vol. 598. — P. 217.

109. Mughabghab S. F. / Atlas of Neutron Resonances, Fifth Edition: Resonance Parameters and Thermal Cross Sections, Z = 1-100. Vol. 598. — Elsevier, Amsterdam, 1998. — P. 217.

110. Сечишин В. Г. / Разработка технологии производства, изготовление и поставка пластмассовых стриповых нейтронных детекторов // Отчет о научно-исследовательской работе. — 2007.

111. Жмурин П. Н. / Разработка технологии производства, изготовление и поставка пласмассовых стриповых нейтронных детекторов // Отчет о научно-исследовательской работе. — 2008.

112. Berlman I. B. / Handbook of fluorescence spectra of aromatic molecules. Second edition. — Academic Press, 1971.

113. Dixon J. M., Taniguchi M., Lindsey J. S. / PhotochemCAD 2. A Refined Program with Accompanying Spectral Databases for Photochemical Calculations // Photochem. Photobiol. — 2005. — Vol. 81. — P. 212-213.

114. Freund K. [et al.] / The performance of the Muon Veto of the Gerda experiment. // Eur. Phys. J. C. — 2016. — Vol. 76. — P. 298.

115. Шевчик Е. А. [и др.] / Разработка сцинтилляционной мюонной защиты для низкофоновых экспериментов // Письма в ЭЧАЯ. — 2016. — Т. 21, 2(253). — С. 186—198.

116. Bellamy E. [et al.] / Absolute calibration and monitoring of a spectrometric channel using a photomultiplier // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 1994. — Vol. 339, no. 3. — P. 468-476. — ISSN 0168-9002. — URL: https : //www. sciencedirect. com/science/ article/pii/016890029490183X.

117. Годовой отчет 2012. — АО Концерн Росэнергоатом, 2005. — С. 96. — URL: https : // report.rosatom.ru/go/rosenergoatom/go_rosenergoatom_2012/go_rosenergoatom_ 2012.pdf.

118. Драгунов Ю. Г. [и др.] / Разработка и внедрение ТВС-2М для перспективных топливных циклов // Атомная энергия. — 2005. — Т. 99, № 6. — С. 468—476.

119. Kopeikin V. I. / On search for new physics in nonequilibrium reactor antineutrino energy spectrum // Phys. Atom. Nuclei. — 2003. — Vol. 66. — P. 472-475.

120. Aushev T. [et al.] / A scintillator based endcap KL and muon detector for the Belle II experiment // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2015. — Vol. 789. — P. 134-142. — ISSN 0168-9002. — URL: https : / /www . sciencedirect . com/science/article/pii/ S016890021500385X.

121. Философов Д. В. / Радиоактивные нуклиды и источники в ядерной спектроскопии, Параграф 3.5 // Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, Дубна. — 2025.

122. Alekseev I. G. [et al.] / The Nonuniformity of the Light Yield in Scintillator Strips with Wavelength-Shifting Fibers of the DANSS Detector // Nuclear Experimental Technique. — 2018. — Vol. 61. — P. 328-331.

123. Видякин Г. В. [и др.] / Нейтронный пропорциональный счетчик с пониженным уровнем собственного фона // Приборы и техника эксперимента. —1989. — Т. 32, вып. 4. — С. 70—731.

124. Firestone R. [et al.] /Table of Isotopes 8th edition, edited by V.S. Shirley. —New York: Wiley, 1998.

125. Sayres A. R., Jones K. W., Wu C. S. / Interaction of Neutrons with He3 // Phys. Rev. —1961. — June. —Vol. 122, issue 6. —P. 1853-1863. —URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/ PhysRev.122.1853.

126. Розов С. В. [и др.] / Interaction of Neutrons with He3 // Известия РАН. Серия физическая. — 2010. — Июнь. — Т. 74, вып. 4. — С. 502—504.

127. Rozov S. [et al.] / Monitoring of the thermal neutron flux in the LSM underground laboratory. —2010. — arXiv: 1001.4383 [astro-ph.IM]. — URL: https://arxiv.org/ abs/1001.4383.

128. Hons Z., Vlasek J. / Data acquisition system for segmented reactor antineutrino detector // Journal of Instrumentation. — 2017. — Vol. 12. — P01022.

129. Алексеев И. Г. [и др.] / Оцифровка формы сигналов от фотоприемников детектора DANSS // Приборы и техника эксперимента. — 2018. — Т. 3. — С. 34—40.

130. QianX. [etal.] /The Gaussian CLs method for searches of new physics//Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2016. — Vol. 827. — P. 63-78. — ISSN 0168-9002. — URL: https : //www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016890021630314X.

131. Добротворский А. Н. / Разработка и обоснование методики определения средневзвешенной мощности ректора энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — 2017.

132. Agostini M., Neumair B. / Statistical methods applied to the search of sterile neutrinos // Eur. Phys. J. C. — 2020. — Vol. 80. — P. 750. — URL: https : //link. springer . com/article/ 10.1140/epjc/s10052-020-8279-x.

133. Alekseev I. [et al.] / Long term remote reactor power and fuel composition monitoring using antineutrinos // Physics Letters B. — 2025. — Vol. 866. — P. 139575. — ISSN 0370-2693. — URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269325003363.

134. Коровкин В. [и др.] / Измерение выгорания ядерного топлива по нейтринному излучению // Атомная энергия. — 1984. — Т. 56, вып. 4. — С. 214—218.

135. Oguri S. [et al.] / Reactor antineutrino monitoring with a plastic scintillator array as a new safeguards method // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2014. — Vol. 757. — P. 33-39. —ISSN 0168-9002. —URL: https : //www.sciencedirect. com/science/article/ pii/S0168900214004781.

136. Hongjoo K. [et al.] / Recent result of Anti-neutrino Detection for Reactor Monitoring in NEOS experiment // Transactions of the Korean Nuclear Society Autumn Meeting Gyeongju, Korea, October 26-27. — 2017.

137. Haghighat A. [et al.] / Observation of Reactor Antineutrinos with a Rapidly Deployable Surface-Level Detector // Phys. Rev. Appl. — 2020. — Mar. — Vol. 13, issue 3. — P. 034028. — URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevApplied.13.034028.

138. Bridges K. [et al.] / VIDARR: monitoring reactor anti-neutrinos using a plastic scintillator detector in a mobile laboratory//Journal of Instrumentation. —2022. —Vol. 17. —P1000. — URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-0221/17/10/P10009.

Список иллюстративного материала

1.1 Схема детектирования антинейтрино в эксперименте Райнеса и Коуэна [34]. . 10

1.2 Установка состояла из трех детекторов с жидким органическим сцинтиллятором (I, II и III), просматриваемых фотоумножителями, и двух пластиковых 200л баков с водой, содержащей кадмиевую соль (А, В), в качестве мишени. Геометрия баков была рассчитана таким образом, что аннигиляционные гамма-кванты попадали в соседние детекторы и давали сопадение как для сигнала от позитрона, так и для гамма-излучения после захвата нейтрона на кадмии. Баки и детекторы были окружены пассивной защитой из парафина и свинца [34]............................ 11

1.3 Детектирование антинейтрино от реактора с помощью реакции ОБР [50]. ... 14

1.4 Аномалии в нейтринном секторе: (а) - ускорительная аномалия на примере избытка событий в ММВооМЕ [2]; (б)- галлиевая аномалия. Отношение измеренного числа событий от радиоактивных источников к ожидаемому [5]; (в) - Реакторная аномалия. Отношение измеренного к ожидаемому количеству

антинейтринных событий в зависимости от расстояния до реактора [6] .... 16

1.5 Сравнение классических трехкомпонентных осцилляций нейтрино (пунктирная линия) с предполагаемой моделью 3 активных и одного стерильного нейтрино (сплошная линия) [57]..................... 17

1.6 Кривая осцилляционного процесса от центра активной зоны реактора в эксперименте Нейтрино-4 [58]. Черные точки - экспериментальные данные, красные и синие точки соответствуют рассматриваемой модели осцилляций для разной ширины рассматриваемых энергетических интервалов.......18

1.7 Отличие формы мгновенных спектров реакции ОБР реакторных антинейтрино от пресказаний для экспериментов RENO, Daya Bay, NEOS, Double Chooz из работы [71]................................. 19

1.8 Изменение долей делений основных изотопов в течение работы реактора [80]. 21

1.9 Изменение счета кореллированных кандидатов в ОБР-события в эксперименте БО^Б! (а) - изменение тепловой мощности реактора при перезагрузке топлива; (Ь) - наблюдаемый кореллированый счет событий ОБР в детекторе (сплошная линия - модель изменения счета в детекторе, точки - экспериментальные данные); (с) - наблюдаемый кореллированый счет событий ОБР в детекторе при увеличнном масштабе (сплошная линия - модель изменения счета в детекторе, точки - экспериментальные

данные) [93].......................................... 22

1.10 Изменение скорости счета в детекторе антинейтрино в случае нестационарного режима работы ядерного реактора. N - число событий за 100 с [95]............................................. 23

2.1 Элемент калориметра эксперимента MINOS 1x4x800см с уложенным в продольную канавку 1,2 мм WLS волокном. Далее волокна собирались в пучки

и подключались к мультианодным ФЭУ [103]...................... 28

2.2 Прототип конструкции сегментированного детектора антинейтрино из пластмассового сцинтиллятора. ............................. 29

2.3 Прототип схемы подключения оптических волокон к фотоприемникам сегментированного детектора антинейтрино. .................... 30

2.4 Варианты конфигурации пластин протяженного сцинтиллятора и схемы размещения оптических волокон для светосбора................... 31

2.5 Спектры поглощения/испускания: (а) - полистирол; (б) - спектросмещающая добавка PPO; (в) - спектросмещающая добавка POPOP; (г) - спектросмещающее оптическое волокно KURARAY Y11. Данные адаптированы из [112], [113], www. kuraray. com........................................... 32

2.6 Моделирование регистрации реакции ОБР в детекторе: (а) - Энерговыделение позитрона в центре детектора до аннигиляции. (б) - Энерговыделение гамма-квантов после аннигиляции позитрона в центре детектора вокруг предполагаемого кластера 3х3 сработавших от позитрона пластин. (в) -Энерговыделение при захвата нейтрона в гадолинии, содержащимся в покрытии отдельных сцинтилляционных ячеек детектора. (г) - Один из вариантов устройства триггера записи событий в детекторе, основанный на работе только ФЭУ..................................... 33

2.7 (а) - БАМЗБто. Элементарная ячейка; (б) - ШЬБ-волокно Кигагау У11 с оптическим отражателем.................................. 35

2.8 Детектор БАМЗБто: (а) - принципиальная схема устройства детектора; (б) -фотография БАМЗБто.................................... 35

2.9 Форма обычной сцинтилляционной ячейки (а); Ячейка с вырезом под калибровочный канал. Размер выреза в поперечном размере 7.5х7.5 мм2 (б). . 36

2.10 (а и б) - два альтернативных варианта организации триггера записи данных для событий ОБР, состоящих из Мгновенного (позитрон) и Задержанного (нейтрон) сигналов при наличии фоновых сигналов (Ф). (в) - принципиальная схема системы набора данных для детектора БАМЗБто, основанной на зарядочувствительных АЦП................................ 37

2.11 БАМЗБто с электроникой системы накопления данных в А336 третьего энергоблока Калининской АЭС............................... 38

2.12 БАМЗБто. Спектры измерений с калибровочными источниками ионизирующего излучения................................. 39

2.13 БАМЗБто. Принципиальный вид спектров на ФЭУ или КФЭУ для световых сигналов малой интенсивности от светодиода.....................40

2.14 Энергетический спектр и временные распределения между мгновенным и задержанным событием для источника 248Ст.....................41

2.15 Место измерений на Калининской АЭС. ........................ 42

2.16 Спектры мгновенных событий от кандидатов реакции ОБР для различных условий совпадений срабатывания ФЭУ X и У......................44

2.17 БАМЗБто. Соответствие регистрируемых ОБР кандидатов и мощности работы реактора. ........................................... 45

2.18 Спектры мгновенных событий от кандидатов реакции ОБР для различных условий совпадений срабатывания ФЭУ X и У с вычетом..............47

2.19 Временные распределения между мгновенным и задержанным событиями в паре ОБР кандидатов. Приведены данные измерений с делящимся источником 248Ст в лаборатории, на Калининской АЭС при работающем реакторе и с различными условиями отборов в совпадении или антисовпадении со срабатыванием системы активного мюонного вето.....48

3.1 Схема укладки 2 слоев (медная рама не показана), угол сборки........... 50

3.2 Секция детектора БАМЗБ, состоящая из 5 модулей X и 5 модулей У......... 51

3.3 Внутренняя медная рама детектора БЛЫЗБ.......................52

3.4 (а) - кремниевый фотоумножитель Hamamatsu 812825-050С с чувствительной зоной 1,3x1,3 мм2 из 667 пиксельных ячеек; (б) - схема подключения КФЭУ к центральной фибре ячейки................................. 53

3.5 (а) - пластиковый адаптер для соединения 100 ШЬБ волокон в пучок; (б) -адаптер и ФЭУ; (в) - адаптер и ФЭУ в сборе; (г) - БЛЫЗБ. Адаптер и ФЭУ с поключенными волокнами................................. 53

3.6 Схематичное изображение угловой части детектора БЛЫЗЗ в защите.......54

3.7 Система активного мюонного вето детектора БЛЫЗЗ. (а) - конструкция сцинтилляционного модуля вето-системы; (б) - энергетические спектры сцинтилляционных модулей................................ 55

3.8 Схема расположения отдельных пластин (детекторов) системы активного мюонного вето вокруг детектора БЛЫЗЗ......................... 55

3.9 Пример события от прохождения атмосферного мюона через детектор в проекциях на плоскости модулей X и У. Цветные закрашенные прямоугольники соответствуют сработавшим ячейкам, большие

закрашенные цветные прямоугольники в правом верхнем углу — сработавшим пластинам мюонного вето на верхней грани детектора, цветные квадраты — сработавшим модулям (ФЭУ) детектора. Цвет сработавшей

подсистемы опредляет энерговыделение в относительных единицах. ..... 56

3.10 Энерговыделение атмосферных мюонов в элементарной ячейке детектора БЛЫЗЗ без отборов. МК моделирование.......................... 57

3.11 (а) - световыход модулей, измеренный на ФЭУ; (б) - световыход отдельных ячеек, измеренный на КФЭУ ................................ 57

3.12 Принципиальная схема системы для проведения калибровок с радиоактивными источниками в детекторе БЛЫЗЗ..................58

3.13 Сравнение экспериментальных спектров радиоактивных источников в детекторе БЛЫЗЗ с Монте-Карло моделированием. (а) - 60Со; (б) - 248Ст;.....58

3.14 Неоднородность световыхода элементарной ячейки детектора БАМББ. (а) -поперечный профиль. Величина расброса в светосборе составляет 7,8% и была определена по совпадениям с массивом пропорциональных камер в специальной измерительной установке [122]; (б) - продольный профиль. Затухание определено по реконструированным трекам атмосферных мюонов в детекторе и может быть апрокисимировано экспонентной. Точки, близкие к концам пластин, не включены в рассмотрение из-за краевых эффектов. Затухание по всей длине составляет ~ 30%.......................59

3.15 Спектр гамма-излучения в лаборатории в сравнении с местом измерений на Калининской АЭС....................................... 60

3.16 Примеры экспериментальных спектров с Ыа! детекторов при различных условиях измерений. .................................... 60

3.17 (а) - Детекторы нейтронов, используемые в эксперименте БАМББ; (б) -Принципиальный спектр счетчика нейтронов СНМ-47. "Ступеньки"в спектре для энергий 191 и 573 кэВ объясняются случаями регистрации лишь одной из двух частиц после реакции (тритона или протона). ................. 61

3.18 Примеры отборов для событий ОБР и фоновых спектров: (а) - отбор по расстоянию между точками регистрации позитрона и нейтрона. Величина расстояния не должна превышать 55 см.; (б) - учет спектров случайных совпадений; (в) - фон от быстрых нейтронов, генерируемых атмосферными мюонами при выключенном реакторе. Фоны случайных совпадений и сигнал от соседних реакторов уже вычтены; (г) - сравнение фона атмосферных мюонов, отсекаемого при использовании активного мюонного вето и позитронного спектра ОБР событий после всех примененных отборов......67

3.19 Измеренные спектры позитронов для трех позиций детектора. Показаны только статистические ошибки. Фоновый спектр от быстрых нейтронов, генерируемых атмосферными мюонами, показан для верхней позиции детектора. ........................................... 69

3.20 Моделирование позитронных спектров событий ОБР: (а) - спектры от делений 235и и 239Ри в реакторе без эффекта осцилляций; (б) - спектр от делений 235и в реакторе без (штриховые линии) и с(сплошные линии) учетом осцилляций для параметров Дт14 = 2.0 эВ2 на различных дистанциях.............. 70

3.21 Вероятность выживания нейтрино энергей 3 МэВ: (а) - для 1 м3 детектора со световыходом 40 ф.э./МэВ для различных размеров реактора и однородности выгорания топлива; (б) - для реальных геометрических параметров реактора ВВЭР-1000 и различных возможных величин световыхода детектора....... 70

3.22 Детектор БЛЫЗБ на подъемном механизме в двух положениях........... 71

3.23 (а) - упрощенная схема положений детектора БЛЫЗБ относительно активной зоны реактора. Пропорции между размерами активной зоны, детектора (светло-серый квадрат) сохранены; (б) - профиль интенсивности реакций деления в реакторе ВВЭР-1000. Данные предоставлены персоналом КАЭС. ... 73

3.24 Области исключения возможных значений параметров стерильных осцилляций т24, 5т22014 для уровней достоверности 90% (светло-бирюзовый) и 95% (темно-бирюзовый). Линии обозначают разрешенные области для значений параметров из предыдущих экспериментов. Звезда обозначает точку оптимальных значений параметров осцилляций из совместного

анализа «галлиевой» и «реакторной антинейтринной аномалий»........75

3.25 Сравнение скорости счете ОБР событий в детекторе БЛЫЗЗ без коррекций на состав топлива и тепловой мощности реактора. Для более точных последующих оценок ОБР счетов рассматриваемый временной интервал разбит на 10 отдельных периодов, обозначенных фиолетовыми линиями. ... 77

3.26 Счет ОБР событий в единицах мощности в период остановки реактора. .... 78

3.27 Исследуемый топливные кампании в ходе измерений: (а) - изменение изотопного состава топливных кампаний А (левая), Б(правая) в долях

делений основных компонент. Исследуемый временной интервал ограничен вертикальными штрихпунктирными линиями; (б) - Относительное отклонение скорости счета событий ОБР и тепловой мощности реактора. Верхний график - без коррекции на состав топлива, нижний график - с учетом коррекции на изменение состава топлива во времени................ 80

3.28 Отклонения двухсуточных измерений тепловой мощности реактора по ОБР событиям и мощности, рассчитанной стандартным способом...........82

3.29 Сравнение результатов поиска осцилляций нейтрино на короткой базе в экспементе DANSS с другими экспериментами (зоны исключения для значений параметров): (а) - KATRIN [62]; (б) - RENO, RENO-NEOS; (в) - Daya Bay;

(г) - PROSPECT, STEREO, Нейтрино-4............................83

Список таблиц

1.1 Наиболее используемые реакции для регистрации антинейтрино от реакторов [37]. Ъ и N - количество протонов и нейтронов в ядре-мишени соответственно......................................... 12

1.2 Эксперименты, посвященные исследованиям антинейтрино от реакторов. . . 25

2.1 Фон в лаборатории ОИЯИ и под работающим реактором КАЭС, измеренный детектором БАЫЗБто, как незащищенным, так и в защите, состоящей из 10 см свинца, 16 см борированного полиэтилена и пластин ^-вето (здесь и далее порядок слоев защиты перечисляется в направлении изнутри наружу). .... 43

2.2 Количество ложных нейтриноподобных событий, ассоциированных с сигналами от ^-вето и зарегистрированных детектором БАЫЗБто, при различной конфигурации пассивной защиты. Верхние строки в колонках конфигурации защиты соответствуют ближайшему к детектору слою. ..... 44

2.3 Количество событий ОБР в сутки в БАЫЗБто при разной конфигурации защиты, работающем/выключенном реакторе. Толщина защиты указана в скобках в сантиметрах....................................46

2.4 Количество ОБР событий в сутки в БА^Бто при различных конфигурациях пассивной защиты, работающем/выключенном реакторе, минимальной энергии для отбора мгновенного события (ЕР). ф - обозначает логическое условие «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ»; Л - обозначает логическое условие «И».....46

3.1 Поток тепловых и эпитермальных нейтронов, измеренный с детектором Б в зависимости от тепловой мощности реактора и установленной вокруг детектора защиты из борированного полиэтилена. ................. 62

3.2 Счет нейтронов, регистируемых одиночным 3Не детектором, покрытым слоями полиэтиленового замедлителя и внешнего поглотителя тепловых нейтронов из 0,5 мм кадмиевой фольги. Статистическая точность представленных в таблице измерений составляет 1%................63

3.3 Закладываемые систематические неопределенности при поиске осцилляций. 74

3.4 ОБР события и фон в установке БАЫББ.......................... 76

3.5 Параметры коррекции скорости счета событий ОБР для различных компонент топлива............................................. 81

3.6 Сравнение экспериментов по возможностям диагностики работы реактора с помощью антинейтрино. Для экспериментов, помеченных звездочкой, делался пересчет из опубликованных данных для счета регистрируемых событий ОБР в сутки. .................................... 87