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闪电确是同位素产生的“自然通道”

2017-11-23 13:36 来源: 科技日报

据英国《自然》杂志21日在线发表的一项物理学研究称,科学家通过辐射探测器首次发现了决定性证据:闪电能够引发大气核反应,并产生放射性同位素。该发现意味着闪电终于成为人们已知的可产生同位素的自然通道,同时也为深刻理解气象中物理学极端事件打开了一扇窗。

云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象很常见,但人们对其具体过程的认识,并不如想象中的透彻。闪电过程中的主要物理和化学过程都是在闪电通道内进行的,目前科学家认为,闪电中伽马射线的能量应该可以导致大气中的光核反应,从而产生中子和正电子(电子对应的反物质)。然而,这一反应长久以来都没有决定性的观测证据。

此次,日本京都大学一个科研团队利用4台辐射探测器,于2017年2月6日发生在日本的一场雷暴中,检测到中子和正电子信号。根据最新数据,研究人员发现,闪电引发了一波伽马射线光子与大气核碰撞,并产生核反应。而大气中的光核反应产生中子和不稳定的放射性同位素,并在衰变中产生正电子。

早在2014年,美国科学家的研究就已表明,几乎任何类型的雷暴均可以产生伽马射线,包括那些非常微弱的雷暴,而此次的研究证明,这种迅猛地放电过程能够引发大气核反应。研究人员表示,该发现也使闪电成为地球上已知的第二条自然通道,可在和宇宙射线互相作用后产生碳13、碳14和氮15等同位素,这一基础科研成果将对未来的天体研究具有重要意义。

作者: 张梦然   [责任编辑: 李浩]

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