A Geoneutrinos képes feltárni, hogy mennyi üzemanyag van a tartályban

Bolygónk sok energiáját a Naptól kapja, de a Föld egyik legjelentősebb természeti jelensége - mint a lemez tektonika és a mágneses mező - a Föld belsejében mélyen tárolt üzemanyagra támaszkodik. Míg a geológusok régóta becsülték, hogy az üzemanyag mennyi marad a bolygónk működtetéséhez, a valóság az, hogy valójában nincs igazi ötlete, hogy mennyi maradtunk. De most, az antineutrínókat érintő, komolyan remek kísérletnek köszönhetően egy évtizeden belül válaszolhatunk.

Amikor a bolygó üzemanyagáról beszélünk, nem foglalkozunk a fosszilis tüzelőanyagokkal vagy más anyagokkal, amelyeket az emberek kivonnak és égetnek az energiaért. Ehelyett valami sokkal alapvetőebb kérdéssel foglalkozunk, a Föld képződéséből származó elsődleges energia keverékéből és a radioaktív elemek bomlásából származó nukleáris energiából. Tudva, hogy mennyi Föld maradt, tisztázni fogja a bolygónk működésének alapvető kérdéseit.

„Egyszerű perspektívát kaphatunk - tudnunk kell, hogy„ üresen futunk ”, vagy rengeteg üzemanyag van a Föld motorjának meghajtásához”, William McDonough, a Marylandi Egyetem geológusa és a kutatók egy része, akik mérje meg a Föld üzemanyagellátását fordítottja. „Körülbelül 150 évvel ezelőtt az emberek azt kérdezték, hogy mennyi ideig süt a nap. Ez olyan kérdéseket vetett fel a ragyogó folyamat részleteit illetően (azaz a nukleáris égés a Nap magjában). Ez is vezetett hasonló alapvető érdekességekhez a Földről.

Az itt alkalmazott módszer a szélsőséges finické. A terv az, hogy mérjük a geoneutrinos nevű részecskéket, egy speciális típusú antineutrint, amelyet a radioaktív elemek, mint például az urán és a tórium bomlása bocsát ki. Amikor ezek a geoneutrinosok egy detektorban egy hidrogénatommal ütköznek, a jelző aláírás lehetővé teszi a kutatók számára, hogy összeállítsák az összes eseményt, és becsüljék meg a Földön belüli radioaktív bomlási sebességet, ami viszont lehetővé teszi számukra a Föld üzemanyag-ellátásának becslését.

„Évente a nulla észlelt események voltak az életem.”

Ez minden rendben és jó, de a szubatomi részecskék olyan apróak és gyengén kölcsönhatásba lépnek, mint a geoneutrinosok. Szüksége van egy detektorra, egy kis épület mérete, melyet egy mérföldre földalatti temették el, hogy megvédje azt a kozmikus neutrínóktól, amelyek megzavarnák a méréseket. Még akkor is csak évente átlagosan 16 észlelést észlelünk a jelenlegi érzékelőkkel. Ismét, a szélsőséges, és még 16 éves is egy javulás a dolgok szokásában.

„Évente a nulla észlelt események voltak az életem,” mondta McDonough. De a szám nagyszerűen ugrik, hiszen Kínában és Kanadában három hatalmas új érzékelő várhatóan 500-ra emeli az évenkénti észlelések számát. elég ahhoz, hogy a kutatók meggyőződjenek a tórium és az uránbomlás sebességéről. „Ezek a kísérletek évtizedekig vagy évtizedekig tartanak, így 1000 évenként növekszünk megfigyeléseinket kétévente! Ez az, ami számít.

Ez az a fajta dolog, amit egyszer felfedeztünk, elképesztőnek találjuk, hogy soha nem tudtuk először

Sok jó alaptudomány van itt, hiszen McDonough és munkatársai remélik, hogy nagy kérdéseket fognak felfedezni a Föld milliárdos történetével kapcsolatban, milyen gyorsan ég a tüzelőanyagán és mennyi marad. Azok a válaszok, amelyeket a kutatók remélni fognak felfedezni, szintén azonnali előnyökkel járhatnak.

„Kiváló előrejelzéseket tehetünk a gazdasági erőforrásokról, és hol vannak a Föld elemei” - mondta McDonough fordítottja. „Mennyi urán van a Földön az atomerőművek tüzelésére? Mennyi niobium, lítium és / vagy lantán van a Földön? Ezek mindegyik olyan elem, amelyet gyakran ezekről a napoktól függünk. Az elemeket energia előállítására, laptopjaink tápellátására, GPS chipjeink működtetésére használjuk, hogy az akkumulátorokat hibrid autónk számára készítsük el."

Ez az utolsó példa valójában jó analógiát biztosít arra, amit McDonough és munkatársai remélnek elérni. Bár a geoneutrinosok felderítése nem könnyű munka, nagyon szükséges, ha kiderül, hogy mennyi föld maradt a közmondásos tartályában. Ez valami alapvető, hogy hogyan működik a bolygónk, az a fajta dolog, amit egyszer felfedeztünk, elképesztőnek találjuk, hogy soha nem tudtuk meg először.

- Olyan, mint egy autóvezető - mondta McDonough. „Két fontos dolgot ismeri az autójáról - mennyi üzemanyag maradt, és milyen gyorsan használta fel üzemanyagát. Ez egy egyszerű kérés, amiről arról van szó, hogy mi van az anyahajó Föld tartályában és milyen gyorsan használjuk.