AntiMatter-OTech (également appelé AM-OTech) est un projet consacré à l’exploration d’une innovation d’instrumentation de l’industrie nucléaire utilisant pour la première fois les antineutrinos comme sonde directe du fonctionnement des réacteurs nucléaires industriels. Le projet a démarré le 1er décembre 2022 et est dirigé par un groupe d’institutions académiques européennes, en France (CNRS : IJCLab, Subatech), en Allemagne (JGU-Mainz), en Espagne (CIEMAT) et au Royaume-Uni (University of Sussex), accompagné par notre partenaire industriel (EDF), et cofinancé par l’UE (EIC) et le Royaume-Uni (UKRI).
Les antineutrinos sont une sonde directe de la fission nucléaire dans les réacteurs nucléaires. En effet, cette connaissance date des années 1950, lors de la découverte du neutrino, où les réacteurs nucléaires étaient utilisés comme source. Depuis lors, les antineutrinos des réacteurs ont été utilisés pour faire des découvertes clés dans la recherche en physique fondamentale grâce à leur flux élevé et contrôlé.
Le projet AntiMatter-OTech vise à inverser le paradigme actuel afin que les antineutrinos des réacteurs, issus de la fission puissent être utilisés comme un outil direct et non intrusif de diagnostic des réacteurs industriels. Cela implique que les instruments d’AntiMatter-OTech seront en mesure de fournir des informations complémentaires sur l’état instantané d’un réacteur nucléaire en fonctionnement ou à l’arrêt. La technologie pourrait être suffisamment puissante pour fournir des diagnostics clés dans des scénarios uniques de défaillance de réacteur, comme à Fukushima Daiichi (Japon), où les informations ne pouvaient être obtenues par d’autres moyens. De manière générale, les informations fournies par les antineutrinos sont censées compléter les informations thermonucléaires utilisées aujourd’hui pour le diagnostic des réacteurs nucléaires. L’objectif est de fournir une couche supplémentaire d’informations – y compris des corrélations avec les connaissances existantes – afin d’améliorer le diagnostic, le fonctionnement et même la sécurité des réacteurs actuels. Au-delà des réacteurs nucléaires, la surveillance à distance et non intrusive d’autres installations nucléaires pourrait également être possible grâce à la même technologie AntiMatter-OTech.
L’instrumentation d’AntiMatter-OTech repose sur une nouvelle génération de détecteurs d’antineutrinos utilisant la technologie novatrice de détection par milieu opaque LiquidO, mise au point par les membres d’AntiMatter-OTech, pour un niveau sans précédent de contrôle du bruit de fond. La stratégie principale est l’imagerie et l’identification ultérieure de l’antimatière (positron ; e+) produite par chaque interaction antineutrino dans le détecteur. Cette caractéristique unique – inatteignable avec la technologie actuelle – peut permettre pour la première fois d’éliminer presque complètement l’effet du bruit de fond. Cette capacité unique a donné son nom au projet. Le projet AntiMatter-OTech implique la démonstration des performances de la nouvelle technologie et de sa capacité à surveiller les réacteurs nucléaires. Situés en Europe, près de la frontière entre la France et la Belgique, les deux réacteurs N4-PWR de Chooz comptent parmi les réacteurs les plus puissants du monde. Ce site est reconnu comme le plus important d’Europe pour la recherche fondamentale utilisant les neutrinos des réacteurs grâce à la longue histoire et au succès des expériences CHOOZ (dans les années 1990 – article en anglais) et DoubleChooz (2005-2023).
Les contacts pour AntiMatter-OTech sont :
- IJCLab (CNRS / Université Paris Saclay ; Orsay, France) – Anatael Cabrera*.
- CIEMAT (Madrid, Espagne) – Carmen Palomares
- EDF (DPNT Lyon/Chooz, France) – Pierre Vieu
- Johannes Gutenberg-Universität (Mainz, Allemagne) – Alfons Weber
- Subatech (CNRS / Université de Nantes ; Nantes, France) – Frederic Yermia
- Université du Sussex (Brighton, Royaume-Uni) – Jeff Hartnell
* : Coordinateur du projet.