韩国目前拥有26座核电站，这些核电站的主要功能是发电，但它们还承载着另一项鲜为人知的使命——揭示宇宙的秘密。在核反应堆中，中微子和高能光子的发射为物理学家们探索“暗物质”这一长期目标提供了宝贵线索。全罗南道灵光市的韩光核电站正成为这一前沿研究的热点。
韩光核电站5号机组正在进行“短程中微子振荡实验(NEOS)”，旨在寻找被称为“惰性中微子”的暗物质候选者。据估计，暗物质占宇宙总质量的26.8%，是我们所知的宇宙中所有物质质量的五倍。尽管对暗物质的研究长期集中在WIMP(弱相互作用大质量粒子)上，但长期搜寻WIMP未果使得其他候选粒子重新受到关注，其中就包括惰性中微子。
NEOS探测器结构(右)及其在反应堆内部安装的示意图
惰性中微子是一种假设存在的第四种中微子，它甚至不发生弱相互作用，且被认为具有比传统中微子更大的质量。NEOS实验通过测量核反应堆内部原子核在近距离衰变时发射的粒子的能量，并分析它们的光谱和振动水平，以确定这些粒子是否与惰性中微子混合。该实验由以基础科学研究所地下实验研究组为中心的国内联合研究小组负责，他们在距离反应堆中心23.7米处设置了中微子探测器，这是韩国首次在如此靠近核电站的地方安装探测器进行研究。
NEOS PHASE-1实验从2015年至2016年进行了约10个月，结果确认在检测概率较高的区域内不存在惰性中微子。该研究成果已于2017年发表在著名物理学期刊《物理评论快报》上。随后，旨在观测更大范围的NEON PHASE-2实验也已完成数据收集。
韩光核反应堆5号机组内正在进行NEOS实验，6号机组内正在进行NEON实验
除了NEOS实验外，韩光核电站还是另一项暗物质研究——NEON实验的所在地。这项研究专注于寻找轻暗物质，即质量远小于WIMP的暗物质。轻暗物质被认为能够通过暗光子等中介粒子与正常物质相互作用。在核反应堆中，高能光子被转换成暗光子，进而可能产生更轻的暗物质。受此启发，由日本IBS地下实验研究组领导的研究小组在韩光核电站6号机组附近安装了NEON探测器，这是世界上首次利用核反应堆这一特殊实验环境在轻质量区域搜寻暗物质的实验。
NEON探测器于2020年安装，并对2022年4月至2023年6月收集的数据进行了分析。实验结果表明，该实验能够以世界一流的灵敏度分析1至10 keV(千电子伏)能量范围内的微小信号。未来，研究团队计划将收集的数据量增加一倍以上，并引入更为复杂的分析技术，以全面寻找轻暗物质。
反应堆内部正在安装的 NEON 探测器
主导NEON实验的研究小组副组长李贤洙表示：“对轻暗物质的研究为了解暗物质的质量、相互作用强度以及早期宇宙的物理过程提供了重要线索。NEON实验的意义在于，它为利用核反应堆作为暗物质生产源来探索极轻暗物质开辟了新方向。”
