韓國目前擁有26座核電站，這些核電站的主要功能是發電，但它們還承載著另一項鮮為人知的使命——揭示宇宙的秘密。在核反應堆中，中微子和高能光子的發射為物理學家們探索“暗物質”這一長期目標提供了寶貴線索。全羅南道靈光市的韓光核電站正成為這一前沿研究的熱點。
韓光核電站5號機組正在進行“短程中微子振蕩實驗(NEOS)”，旨在尋找被稱為“惰性中微子”的暗物質候選者。據估計，暗物質占宇宙總質量的26.8%，是我們所知的宇宙中所有物質質量的五倍。盡管對暗物質的研究長期集中在WIMP(弱相互作用大質量粒子)上，但長期搜尋WIMP未果使得其他候選粒子重新受到關注，其中就包括惰性中微子。
NEOS探測器結構(右)及其在反應堆內部安裝的示意圖
惰性中微子是一種假設存在的第四種中微子，它甚至不發生弱相互作用，且被認為具有比傳統中微子更大的質量。NEOS實驗通過測量核反應堆內部原子核在近距離衰變時發射的粒子的能量，并分析它們的光譜和振動水平，以確定這些粒子是否與惰性中微子混合。該實驗由以基礎科學研究所地下實驗研究組為中心的國內聯合研究小組負責，他們在距離反應堆中心23.7米處設置了中微子探測器，這是韓國首次在如此靠近核電站的地方安裝探測器進行研究。
NEOS PHASE-1實驗從2015年至2016年進行了約10個月，結果確認在檢測概率較高的區域內不存在惰性中微子。該研究成果已于2017年發表在著名物理學期刊《物理評論快報》上。隨后，旨在觀測更大范圍的NEON PHASE-2實驗也已完成數據收集。
韓光核反應堆5號機組內正在進行NEOS實驗，6號機組內正在進行NEON實驗
除了NEOS實驗外，韓光核電站還是另一項暗物質研究——NEON實驗的所在地。這項研究專注于尋找輕暗物質，即質量遠小于WIMP的暗物質。輕暗物質被認為能夠通過暗光子等中介粒子與正常物質相互作用。在核反應堆中，高能光子被轉換成暗光子，進而可能產生更輕的暗物質。受此啟發，由日本IBS地下實驗研究組領導的研究小組在韓光核電站6號機組附近安裝了NEON探測器，這是世界上首次利用核反應堆這一特殊實驗環境在輕質量區域搜尋暗物質的實驗。
NEON探測器于2020年安裝，并對2022年4月至2023年6月收集的數據進行了分析。實驗結果表明，該實驗能夠以世界一流的靈敏度分析1至10 keV(千電子伏)能量范圍內的微小信號。未來，研究團隊計劃將收集的數據量增加一倍以上，并引入更為復雜的分析技術，以全面尋找輕暗物質。
反應堆內部正在安裝的 NEON 探測器
主導NEON實驗的研究小組副組長李賢洙表示：“對輕暗物質的研究為了解暗物質的質量、相互作用強度以及早期宇宙的物理過程提供了重要線索。NEON實驗的意義在于，它為利用核反應堆作為暗物質生產源來探索極輕暗物質開辟了新方向。”
