Salamointi laukaisee ydinreaktioita ilmakehässä. Kuva: Timo Newton-Syms/Wikimedia Commons
Salamointi laukaisee ydinreaktioita ilmakehässä. Kuva: Timo Newton-Syms/Wikimedia Commons

Skottifyysikko esitti vajaat sata vuotta sitten, että ukkonen voi aiheuttaa ydinreaktioita, mutta vasta nyt sen on todistettu.

Ukkonen pystyy energiallaan tuottamaan ydinreaktioita ja radioaktiivisia aineita ilmakehään, todistavat japanilaiset tutkijat ensi kertaa maailmassa.

Idean esitti jo vuonna 1925 skottilainen fyysikko ja säätieteilijä Charles Wilson. Tuohon aikaan fysiikka ei ollut kuitenkaan niin kehittynyttä, että hän olisi pystynyt osoittamaan arvelunsa todeksi. Nyt se vihdoin onnistui.

Ydinreaktiossa jonkin alkuaineen atomin ytimen koostumus muuttuu ulkoa iskevän hiukkasen törmäyksestä toiseksi. Ydinvoimaloiden tuottama energia perustuu yhdenlaiseen ydinreaktioon, jossa uraanin ydin halkaistaan neutroneilla.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Ukkonen saa aikaan hieman toisenlaisen ydinreaktion, osoittavat japanilaiset tutkijat arvostetussa Nature-lehdessä.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Tutkijat huomasivat ydinreaktion tunnusmerkit säteilymittareilla, joilla he seurasivat ukonilmaa tämän vuoden helmikuussa Japaninmeren yllä.

Salamat ja ukkospilvet muodostavat eräänlaisen luonnon oman hiukkaskiihdyttimen, joka nostattaa korkeaenergiaisten elektronien vyöryn. Elektronihyöky puolestaan saa aikaan tietynlaista valoa: korkeaenergiaista gammasäteilyä. Juuri tämän säteily käynnistää ydinreaktiot ilmakehässä.

Atomin ydin koostuu kahdenlaisista alkeishiukkasista neutroneista ja protoneista. Ukkosmyrskyssä gammasäteilyn valohiukkaset iskevät ilmakehässä oleviin atomeihin ja sinkauttavat niiden ytimestä ulos yhden neutronin. Kyseiset atomit ovat typen isotooppi N-14 ja hapen isotooppi O-16.

Isotoopin massaluku ilmaisee sen, kuinka monta protonia ja neutronia atomin ydin sisältää. Gammasäteilyn iskusta sekä vedyltä että hapelta lähtee siis yksi neutroni. Irtoamisen seurauksena syntyvät radioaktiiviset isotoopit typpi-13 ja happi-15 ovat hyvin epävakaita. Ne eivät elä kauaa.

Isotoopit hajoavat radioaktiivisesti muutamassa minuutissa hiili-13:ksi sekä typpi-15:ksi, jotka ovat vakaita isotooppeja. Hajoamisessa vapautuu yksi neutriino ja positroni.

Positroni on elektronin antihiukkanen. Kohdatessaan ne tuhoavat toisensa. Tuhoutumisessa syntyy kaksi tietyn suuruista gammasädettä.

Todistaakseen, että ukkonen saa aikaan ydinreaktion, tutkijoiden täytyi löytää näitä gammasäteitä. Niitä he löysivätkin.

Ensin tutkijat havaitsivat mittareillaan voimakkaan gammasäteilyvälähdyksen ukkosen suunnassa. Se kesti vain alle sekunnin tuhannesosan. Säde oli se, jonka ukkosen kiihdyttämät elektronit lähettävät liikkeelle.

Seuraavaksi tutkijat havaitsivat minuutin kestävää vähäisempää gammasäteilyä. Säteily vastasi voimakkuudeltaan juuri sitä, joka syntyy, kun toistensa antihiukkaset elektroni ja positroni tuhoavat toisensa. Tämä lopulta todisti, että salamointi synnyttää ydinreaktion.

Samalla tutkijat todistivat, että salamointi osaltaan vaikuttaa maapallon ilmakehän alkuaineiden koostumukseen. Se tuottaa hiili-13:n ja typpi-15:n lisäksi hiilen isotooppia 14. Tämä hiili-14 on suhteellisen vakaa, sillä sen puoliintumisaika 5730 vuotta.

Radiohiiliajoituksessa käytettävä hiili-14 syntyy, kun salamaniskun aiheuttaman gammasäteilyn irrottamat neutronit törmäävät atominytimiin ilmakehässä.

Salama on tutkijoiden mukaan toinen luonnonilmiö, joka saa aikaan mainittuja alkuaineiden isotooppeja. Tähän asti on tiedetty, että siihen pystyvät vain avaruudesta Maahan sinkoilevat kosmiset säteet.

jaho
Seuraa 
Viestejä710

Ab Surd Oy kirjoitti:
Minusta tuntuu jotenkin puutteelliselta ylipäänsä se, että ydinvoimaskeptikoita ei nykyisin palstalla juuri liiku. Siis tarkoitan heitä, jotka kiistävät fysikaalisten atomiytimen vuorovaikutusvoimien olemassaolon ja selittävät niitä esimerkiksi sähkömagnetismilla pienessä mitassa, tai mikä hauskinta, muodoilla ja väreillä. Onko nykyaikainen kouluopetus fysiikassa niin kelvotonta, että ydinfysiikan alkeita ei enää opeteta edes hullujen hihhulointitarpeiksi? Minä vaan kysyn.

Oi niitä aikoja kun taustasäteilykin oli vaaleanpunaista ja joku oli mittailemassa säteilyn värejä mitattiin värimittareilla.
https://www.tiede.fi/keskustelu/36441/ketju/taustasateilyn_taso

Taisipa alumiinifolioantennista kuulua risahduksiakin kun oli niin paljon säteilyä.

Kontra1
Seuraa 
Viestejä4049

Kertoihan täällä aikoinaan eräs ydinvoimalassa työskennellyt ydinvoiman kriitikko ja virkavallan murheenkryyni saaneensa ydinreaktion aikaan marx-generaattorilla synnyttämällään valokaarella. Ja atomipommin ydinreaktion käynnistys muistaakseni voidaan synnyttää juuri marx-generaattorilla.

Sisältö jatkuu mainoksen alla