• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Blixtnedslag producerar efterglöd av gammastrålning

    Simuleringar av CWI-forskare visade ett eftersken av gammastrålning efter blixtnedslag, som varade upp till 10, 000 gånger längre än vad som tidigare antagits. Bilden visar höjden och tiden för strålningen. Färgen (röd till gul) indikerar strålningsstyrkan. En markbunden gammablixt som startar på en höjd av 8 kilometer, skapar ett moln av neutroner (blått) på en höjd av 3 kilometer. Detta moln, i tur och ordning, skapar efterglöden. Kredit:CWI

    Blixtnedslag kan producera röntgenstrålar och gammastrålning. Förr, forskare trodde att detta fenomen bara varade under en mycket kort tid, ungefär en tiotusendels sekund. Dock, blixtens joniserande strålning verkar sända ut mycket längre tid än vad som antas. En efterglöd av gammastrålning uppstår, som varar upp till 10, 000 gånger längre. Detta demonstreras för första gången av datorsimuleringar av forskare från Centrum Wiskunde &Informatica (CWI) i Amsterdam. Deras artikel "TGF afterglows:a new radiation mechanism from thunderstorms" har publicerats i Geofysiska granskningsbrev . Denna upptäckt kan ge mer insikt i hur blixtar utvecklas.

    Terrestra gammablixtar upptäcktes för ungefär två decennier sedan. När blixten slår ner, elektroner accelereras till mycket höga energier och kraschar in i luftmolekyler, orsakar en explosion av gammastrålning, de så kallade terrestra gammablixtarna. Sprängningar på upp till en biljon gammapartiklar kan mätas. Dock, att ta dessa mätningar är svårt, eftersom dessa skurar är mycket fokuserade och bara varar under en kort tid, cirka 0,0001 sekunder. Det är fortfarande mycket okänt om hur dessa terrestra gammablixtar uppstår och vad deras roll är i utvecklingen av blixtar. Den nyligen upptäckta efterglödningen hjälper till att studera detta fenomen.

    CWI-forskaren Casper Rutjes förklarar vad som händer under den nyupptäckta strålningsmekanismen:"Strålningen från en jordbunden gammablixt är så stark att kärnreaktioner kan äga rum. När gammastrålarna träffar luftmolekylernas atomkärnor, protonerna och neutronerna kan lossna. De lösa neutronerna kan vandra längre och längre än protoner eftersom de inte har elektrisk laddning. Efter ett tag, neutronen fångas upp av en annan atomkärna, som återigen kan producera gammastrålning. Den höga energin hos gammastråleblixten, som används för att frigöra neutroner, är, så att säga, tillfälligt lagrad i de frigjorda neutronerna." CWI-forskarna beräknade att detta orsakar efterglöd av gammastrålning, som varar i 1, 000 till 10, 000 gånger längre än själva gammablixten, och som inte är fokuserad, men strålar åt alla håll, vilket underlättar mätningarna.

    CWI-forskarna hittade knappt några mätningar i den vetenskapliga litteraturen som motsvarar förutsägelserna, eftersom nästan ingen togs på rätt tidsskala. Forskaren Casper Rutjes säger, "Nyligen, våra simuleringar har också bekräftats av experiment. Nästan samtidigt, G.S. Bowers och medarbetare vid University of California-Santa Cruz mätte ett tydligt eftersken av gammastrålningsblixtar i Japan efter att en blixt träffade en vindturbin."

    Den artikeln, "Gammastrålningssignaturer av neutroner från en jordbunden gammablixt, " visades nu också i den vetenskapliga tidskriften Geofysiska granskningsbrev .

    Om strålningsrisken, Rutjes säger, "Risken att träffas direkt av en markbunden gammablixt är mycket liten. Om någon i ett plan träffas direkt av en så smal markbunden gammablixt, denna person kommer att få en stråldos som är ungefär lika med 400 gånger en röntgenbild (30 mSv). Efterglöden som vi upptäckte strålar åt alla håll, öka chansen att ett plan som flyger över ett åskväder kommer att träffas, men lyckligtvis att strålningen är mycket svagare. Strålningsdosen av efterglöden efter blixten är inte farlig - mindre än vad passagerare redan får genom bakgrundsstrålning när de flyger i en timme."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com