A radioaktivitás valójában a "Föld belső kamrája"

Az antineutrinók első egyértelmű bizonyítékai a Föld belsejéből

Kilátás a Borexino detektorba. A 14 méter átmérőjű gömbön belül a geoneutrinók 300 tonna speciális folyadékkal találkoznak, és kis fényhullámot eredményeznek, amelyeket a fényszorítók vetnek fel. © MPI a nukleáris fizika számára
felolvasta

A kutatók először nyilvánvalóan bizonyították, hogy a Föld belseje antineutrinókat bocsát ki. Ezeket a részecskéket, amelyek bizonyos radioaktív bomlási folyamatok során képződtek, eddig nehéz volt megfogni. A Borexino detektorral végzett sikeres mérés az olasz Gran Sasso-ban most azt bizonyítja, hogy a Földön belüli hőt ténylegesen radioaktivitás generálja.

{1l}

A Földön belüli hő felelős a Föld köpenyének konvekciójáért, az olvadt kőzet növekvő és csökkenő áramlásáért. Ezek a hajtóerő a lemeztektonika, és így a jelenségek, például a vulkánizmus és a földrengések számára is. A radioaktivitás hosszú ideig

a természetben előforduló urán-, tórium-, kálium- és rubídium-izotópokat feltételezik a Föld belső hőforrásának fő forrásává. Pontos részesedésük eddig ismeretlen volt. Elméletileg ezeket az izotópokat elárulják a radioaktív béta-bomlás során keletkező antineutrinók, amelyek hatalmas áteresztőképességüknek köszönhetően átjuthatnak az egész Földön, globális információkat szolgáltatva a Föld belső felületéről.

Az antineutrinók (szinte) mindent áthatolnak

Az antineutrinók kimutatása azonban nagyon nehéz, mivel nemcsak az egész földön áthatolnak, hanem szinte akadálytalanul a fizikusok detektorai is. Bár a japán Kamland-kísérlet mérései alapján 2004-ben előfordultak alacsony energiájú antineutrinók. Ez a detektor azonban a térség atomerőművi antineutrinók hamis sugárzásától szenvedett. Ezenkívül a természetes radioaktivitás nyomai a Kamland detektorban megnehezítették a japán kutatók számára a geoneutrinók azonosítását. kijelző

Új lehetőség nyílt meg az olasz Gran Sasso-ban, ahol az olasz, az USA, a németországi, az orosz, lengyel és franciaországi intézmények bevonásával zajló nemzetközi Borexino együttműködés detektorokat működtet egy földalatti laboratóriumban, amely elvileg a Kamland A kísérlet nagyon hasonló, de százszor alacsonyabb a nem kívánt háttér események aránya. A 300 tonnás folyadék szcintillátort eredetileg az alacsony energiájú neutrínók detektálására fejlesztették ki, és 2007 óta sikeresen szolgáltat adatokat.

Alacsony sugárzású antineutrinók detektáló detektorja

De ha a napenergia-neutrinókat sikeresen detektálják ott, miért nem a párjuk, a Föld belsejében levő antineutrinók? Stefan Sch nert a heidelbergi Max Planck Nukleáris Fizikai Intézetből (MPIK) és több kollégája feltette ezt a kérdést. Végül is csak nagyon kis természetes radioaktivitás volt Borexino-ban, és ezért csak kevés sugárzás. "A georeutrinók kimutatásának kulcsa volt a Borexino alacsony radioaktivitása" - mutat rá a tudós.

"A Borexino szcintillátor tartály belseje manapság a rendelkezésre álló legjobb detektor ilyen mérésekhez a beeső sugárzás szempontjából" - mondta Hardy Simgen, az MPIK, a radioaktív nemesgázok nyomkövetésért felelős képviselője., A szcintillátor folyadék lehető legnagyobb tisztasága és az alacsony sugárzású tervezési módszerek mellett az olaszországi elhelyezkedés a közeli atomerőművek hiányában is segít nekünk. "

A radioaktivitás megerősítette a Föld belső melegítését

És valójában: Az antineutrinók egyértelmű jelét figyelték meg, amelyek energiaeloszlásuk révén hozzárendelhetők az urán és a torium radioaktív bomlásához. Ezeknek a geoneutrinoknak a végleges bizonyítéka megerősíti, hogy a radioaktivitás legalábbis jelentősen hozzájárul, ha nem túlnyomórészt, mintegy 40 terawatt geotermikus hőteljesítményéhez.

Így sokat közelebb került a geológia ezen alapvető kérdésének megoldásához. A többi energiaforrás közül a Föld kialakulásának maradék hője játszik a legfontosabb szerepet. A föld közepén található erőteljes természetes nukleáris reaktor, amelyet egyes elméletek előre jeleztek, kizárható jelentős energiaforrásként a megfigyelt geoneutrinon fluxus alapján.

Bár a radioaktivitás kulcsszerepet játszik a geotermikus energia forrásában, a részletes megértéshez további mérésekre van szükség a Geoneutrino detektorok globális hálózatán keresztül. A Geoneutrinos mint egyedi szonda kiaknázása átfogóbb betekintést nyújt a Föld belsejébe és a hőforrásokba, a Borexino, Kamland új adatokból és a jövőbeli kísérletekből.

(Max Planck Nukleáris Fizikai Intézet, 2010.03.16. - NPO)