Radioaktiivne lagunemine meie jalge all toodab poole Maa soojusest

 (5)
Radioaktiivne lagunemine meie jalge all toodab poole Maa soojusest
Scanpix

Ajakirjas Nature Geoscience hiljuti tulemused avaldanud teadlaste rahvusvaheline töörühm sai hakkama Maa radioaktiivsuse määra seni täpseima mõõtmisega. Planeedipõuest kiirgavaid subatomaarseid osakesi analüüsides avastasid geoloogid ja füüsikud, et mitmete elementide radioaktiivse lagunemise protsessidest sünnib umbes pool kogu Maa soojusvõimsusest.

Radioaktiivne lagunemine kujutab endast looduslikku protsessi, milles ebastabiilne aatom kaotab energiat, kiirates osakesi (ja lagunedes sel moel väiksemateks aatomiteks). Mõnikord võib radioaktiivse lagunemise mõjul tekkida neutriinosid — tillukesi, ilma positiivse või negatiivse laenguta ja peaaegu ilma massita elementaarosakesi, mis tavapärasest ainest enamasti sellega suhestumata läbi kihutavad. Omaduse tõttu ainet märkamatult läbida on tontlikke neutriinosid äärmiselt keeruline tuvastada, vahendab Discover Magazine.

Nagu kõigil muudel osakestel, on ka neutriinodel antiainelised analoogid, nn antineutriinod. Mõnikord võib prooton püüda kinni antineutriino, mis seejärel lõhestub neutroniks ja positroniks (e antielektroniks). Saadud positron annihileerub kokkupuutel elektroniga, vallandades energiasähvatuse, mida on vahel võimalik registreerida äärmiselt tundlike seadmetega nagu sügavale Jaapani Alpidesse kaevatud Kamioka antineutriino-detektor KamLAND. Neutron, mille on haaranud prooton, tekitab gammakiire, mis annab KamLANDile sekundaarse signaali, mis võimaldabki uurijail veenduda, et nad pole tuvastanud lihtsalt taustmüra.

Seotud lood:

Aastatel 2002–2008 tuvastasid Jaapani Sendai ülikooli osakestefüüsik Itaru Shimizu ja kolleegid KamLANDiga antineutriinosid. Ühtekokku tabati üle 800 antineutriino. Antineutriinode interaktsioonide käigus vallandunud energiat mõõtes leidsid uurijad, et veidi rohkem kui 100 tuvastatud osakest pärinesid Maa vahevöö ja koore looduslikust kiirgusfoonist, eriti uraan-238 ja toorium-232 radioaktiivsest lagunemisest (ülejäänud osakesed pärinesid muudest allikatest, näiteks tuumareaktoritest ja kosmilistest kiirtest).

Seejärel arvutas töörühm välja, et igas sekundis läbib Maa pinna üht ruutsentimeetrit umbes 4,3 miljonit uraani ja tooriumi isotoopide tekitatud osakest. Neutriinode energiat teades hindasid teadlased uraan-238 ja toorium-232 radioaktiivse lagunemise panuseks Maalt kosmosse kiirguvasse soojusesse umbes 20 triljonit vatti.

Varasemad uurimused on näidanud, et kaalium-40 radioaktiivne lagunemine annab ligikaudu neli triljonit vatti soojusenergiat. Kokku tähendab see, et Maa kogu soojusvõimsusest katab radioaktiivne lagunemine umbes 54%.

Seni ei tea teadlased, kust on pärit ülejäänud osa Maa soojusest — too mõistatus alles ootab lahendamist. “Üks, mida me peaaegu täie kindlusega saame öelda, on, et radioaktiivsest lagunemisest üksi Maa soojusvõimsuse põhjendamiseks ei piisa,” nentis projekti juures töötanud füüsik Stuart Freedman pressiteates. “Küsimus, kas ülejäänud energia näol on tegemist ürgse jääksoojusega või lähtub see mõnest muust allikast, on seni vastamata.”

Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!