Radioaktive isotoper dannes ved lynnedslag

Illustration: Minerva Studio / Bigstock

Under en tordenstorm 6. februar 2017 detekterede en japansk forskergruppe en kortvarig intens gammastråling med varighed mindre end et millisekund.

Det blev efterfulgt af længerevarende, mindre intens gammastråling med en energi på 0,511 megaelektronvolt, som varede ca. et minut.

Der er kun en god forklaring på det sidste signal, nemlig af det stammer fra annihilation af en elektron og en positron (elektronens antipartikel), hvor partiklernes er omdannet til ren stråling, efter de er stødt sammen.

Positronerne kan kun være kommet fra radioaktivt henfald, så observationen kan tages som en indikation på, at der er dannet radioaktive isotoper i forbindelse med lynnedslaget, skriver forskergruppen anført af Teruaki Enoto fra Kyoto University i en artikel i Nature.

Gammel ide, der har været svær at eftervise

Tanken om, at lyn og tordenvejr kan sætte gang i kernereaktioner, er ikke ny.

Den kan føres helt tilbage til den skotske fysiker og meteorolog Charles Wilson, der skrev herom i Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society i 1925.

Artiklen fortsætter under grafikken

Lydnedslag kan sætte gang i en kædereaktion, hvor gammastråling eksempelvis slår en neutron ud af en nitrogen-14 atomkerne, som derved blive til ustabilt nitrogen-13, der henfalder til stabilt kulstof-13. Illustration: Nature

Men som Leonid Babci fra det russiske institut for eksperimentel fysik (RFNC-VNIIEF) skriver i en kommentar i Nature, så havde Charles Wilson ikke mulghed for helt at begribe, hvad det var han foreslog.

Han vidste f.eks. ikke, at detektion af neutroner, som er et biprodukt fra kernereaktioner, kunne være med til at understøtte hypotesen, da neutroner slet ikke var kendte på dette tidspunkt, men først blev opdaget i 1932.

Men det har andre forsøgt sig på efterfølgende.

I tiden efter 1985 har der været flere målinger i forbindelse med tordenvejr og lyn, som kunne tyde på frigivelse af neutroner, men det har ikke med fuld sikkerhed været muligt at afvise, at detektionerne i virkeligheden kunne skyldes elektroner eller gammastråling, som ville give samme elektriske signal i detektorerne.

I stedet for at lede efter neutroner har de japanske forskere valg at se på andre kernereaktioner, hvor der frigives positroner, da de vil give et helt karakteristisk signal.

Disse kernereaktioner tager udgangspunkt i nitrogen-14 og oxygen-15 og fører via mellemprodukter til at stabile kulstof-13 og nitrogen-15 atomkerner.

Kan have betydning ved Venus og Jupiter

Det er først ved de japanske målinger, at man nu er helt sikker på, at radioaktive isotoper kan dannes i forbindelse med lyn.

Leonid Babich fastslår, at opdagelsen er vigtig, fordi den viser endnu en mekanisme til dannelse af isotoper i atmosfæren udover den, som skyldes kosmisk stråling.

Processen medvirker til mængden af stabile eller forholdvis stabile kulstof-13, kulstof-14 og nitrogen-15 isotoper på Jorden, men godt nok kun i mindre omfang,

Leonid Babich spekulerer dog i, at disse processer kan vise sig at være væsentlige i atmosfæren ved f.eks. Jupiter og Venus.

Tilføjelse 23. november 2017: En artikel i Geophysical Research Letters senest opdateret online i går beretter om detektion af neutroner i forbindelse med et lynnedslag i en vindmølle.

Emner : Fysik
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Er der muligheder for at udnytte dette til fx at generere neutroner i et laboratorie? Kunne det tænkes at man kunne skabe mindre mængder fusionreaktioner (Nok ikke til energibrug men neutronerne/gammastrålingen kunne sikkert bruges) eller andre lignende formål? Kan man lave det i lille nok skala til at det er praktisk?

  • 0
  • 1

Det er jo stråling, og det er farligt.

Nårh nej, det er jo "naturlig" stråling, så går det nok.

Jahhhh men, Radon er også naturligt og det er jo farligt.

Men bananer og paranødder er også radioaktive, og dem spiser vi.....

Nu ved jeg ikke hvad jeg skal tro og gøre????

  • 2
  • 13

Ja, sjovt som ord mod forventning faktisk er "lovlige" at bruge. Jeg har også altid været frisk til at korrekse, når andre bruger "forkerte" ord, men de senere år prøver jeg altid lige at tjekke efter selv på ordnet el.lign. Jeg er selv faldet i vandet mht. ordet "Voicemail" :-)

  • 1
  • 1

Ja, sjovt som ord mod forventning faktisk er "lovlige" at bruge. Jeg har også altid været frisk til at korrekse, når andre bruger "forkerte" ord, men de senere år prøver jeg altid lige at tjekke efter selv på ordnet el.lign. Jeg er selv faldet i vandet mht. ordet "Voicemail" :-)

Ja, man kan jo synes det er fjollet, når man optager ord, bare fordi folk bruger dem. Omvendt så forstår jeg ikke helt hvad der skulle være galt med tordenstorm. Altså jeg ved godt, at det kommer fra thunderstorm, men både ordene torden og storm findes jo, og derfor kan man vel roligt sætte dem sammen, hvis man har lyst. Om man så lige rammer den rette forståelse af det givene event ved jeg ikke, men umiddelbart var det jo ret ligegyldigt ifbm. den her artikel. Altså om det stormede eller ej. Der var torden, og det målte de så på :-)

  • 3
  • 0

Nu risikerer man vel at der bliver problemer med C14-datering, eller man får en forklaring på usikkerheden?

  • 1
  • 0

Der findes mange måder at generere neutroner i laboratorier. F.eks. fusors, focus fusion, og pyroelectric fusion. Der kan købes udstyr til laboratorier der genererer neutroner. Der kræves dog energi af meget høj kvalitet at lave neutroner (f.eks. elektrisk energi), mens den energi der kan frigives ved fusion har lavere kvalitet (varme), eller er svær at omsætte effektivt til el-energi (f.eks. stråling). Selvom der er et energioverskud i varme, er der stor tab i kvalitet, så det er ikke muligt at lave neutroner uden at tilføre energi af høj kvalitet konstant (normalt el).

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten