Радіоактивність насправді "піч" надр Землі

Перші чіткі докази антинейтрино з надр Землі

Погляньте в детектор Борексино. Всередині сфери діаметром 14 метрів геоневрино зустрічає 300 тонн спеціальної рідини, утворюючи невеликі спалахи світла, які підбираються фотоумножителями. © MPI з ядерної фізики
читати вголос

Вперше дослідники наочно продемонстрували, що надр Землі випромінює антинейтрино. Ці частинки, що утворилися в ході певних процесів радіоактивного розпаду, поки що важко було захопити. Успішне вимірювання детектором Борексино в італійському Гран Сассо тепер доводить, що тепло всередині Землі насправді генерується радіоактивністю.

{1л}

Тепло всередині Землі відповідає за конвекцію в мантії Землі, висхідний і низхідний потік розплавленої породи. Вони є рушійною силою тектоніки плит, а отже, і для таких явищ, як вулканізм та землетруси. Тривалий час радіоактивність

Ізотопи урану, торію, калію та рубідію, що зустрічаються в природі, вважаються основним джерелом тепла у надрах Землі. Точна їх частка залишалася поки невідомою. Теоретично ці ізотопи зраджують антинейтрино, що утворюється під час радіоактивного бета-розпаду, який, завдяки своїй величезній проникності, може пройти через всю землю, надаючи глобальну інформацію про надр Землі.

Антинейтрино пронизує (майже) все

Однак виявити антинейтрино дуже важко, оскільки вони проникають не лише на всю землю, а й на сповіщувачі фізиків майже безперешкодно. Хоча в 2004 році з’явилися перші вказівки на низько енергетичні антинейтрино з вимірювань експерименту Камленд у Японії. Однак цей детектор постраждав від неправдивого випромінювання антинейтрино з атомних електростанцій цього району. Крім того, сліди природної радіоактивності в детекторі Камленда ускладнили японським дослідникам ідентифікацію геонейтрино. дисплей

Нова можливість з'явилася в італійському Гран Сассо, де в міжнародному співробітництві Borexino, в якому беруть участь установи з Італії, США, Німеччини, Росії, Польщі та Франції, працює детектор у підземній лабораторії, що в принципі є Kamland Експеримент дуже схожий, але в 100 разів нижчий показник небажаних фонових подій. 300-тонний рідкий сцинтилятор був спочатку розроблений для виявлення низько енергетичних нейтрино від сонця і успішно постачає дані з 2007 року.

Детектор низьких випромінювань дезін'єктного антинейтрино

Але якщо там успішно виявляються сонячні нейтрино, чому б не їх аналог, антинейтрино з надр Землі? Штефан Шеньєрт з Інституту ядерної фізики Макса Планка (MPIK) у Гейдельберзі та кілька його колег задали це питання. Зрештою, у Борексино була лише дуже мала природна радіоактивність, а отже, і лише мало випромінювання. "Низька радіоактивність у Борексино була ключовою для виявлення геонейтрино", - вказує вчений.

"Внутрішній корпус сцинтилятора Borexino є найкращим наявним детектором для таких вимірювань з точки зору падаючого випромінювання", - каже Харді Сімген з MPIK, який відповідає за слідоутворення радіоактивних благородних газів, Окрім максимально можливої ​​чистоти сцинтиляторної рідини та методів проектування з низьким випромінюванням, розташування в Італії також допомагає нам у відсутності довколишніх атомних електростанцій ".

Радіоактивність підтверджена як нагрівання надр Землі

І насправді: спостерігався чіткий сигнал антинейтрино, який може бути віднесений до радіоактивного розпаду урану та торію за їх розподілом енергії. Остаточне підтвердження цих геоневрин підтверджує, що радіоактивність сприяє хоча б значно, якщо не переважно, геотермальній тепловіддачі близько 40 терават.

Таким чином, можна значно наблизитись до вирішення цього фундаментального питання геології. Серед інших джерел енергії найбільш важливу роль відіграє залишкове тепло від утворення землі. Однак потужний природний ядерний реактор у центрі землі, який передбачив деякі теорії, може бути виключений як важливе джерело енергії на основі спостережуваного потоку геонеутринону.

Хоча радіоактивність відіграє ключову роль як джерело геотермальної енергії, для детального розуміння потрібні подальші вимірювання за допомогою глобальної мережі детекторів Geoneutrino. Експлуатація Geoneutrinos як унікального зонда дасть більш всебічне уявлення про внутрішні джерела Землі та джерела тепла за допомогою нових даних Борексіно, Камланда та майбутніх експериментів.

(Інститут ядерної фізики Макса Планка, 16.03.2010 - НВО)