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日本科学家最新发现:闪电时会产生放射性同位素

来源:     时间:2017-11-23 16:44:18

本周《自然》发表的一项研究Photonuclear reactions triggered by lightningdischarge称,闪电能够引发一项大气核反应,并产生放射性同位素。

闪电引起的核反应。例如,闪电可以产生高能的伽马射线把14N原子核里的中子移除出去,从而产生不稳定的13N同位素。同位素再衰变成中微子、正电子和稳定的13C原子核。最后,正电子和大气分子中的电子湮灭产生一对有各自能量的伽马射线。Leonid Babich

一般认为,闪电中伽马射线的能量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,该反应并未有决定性的观测证据。

日本京都大学的Teruaki Enoto和同事用四台辐射探测器,在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。根据他们的数据,作者提出闪电引发的一波伽马射线光子与大气核碰撞,并产生核反应。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。作者表明该发现使闪电成为已知地球上第二条可在宇宙射线互作后产生13C、14C和15N等同位素的自然通道。

a. 光核反应引起的一系列放射事件的物理过程;b. 闪电产生的中子扩散和放射正电子的云的漂移。Enoto et al.

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