Bliksem veroorzaakt radioactiviteit

Bliksem bij donkere hemelElektrische ontladingen in een bliksem kunnen zorgen voor het ontstaan van radioactieve isotopen, zo hebben Japanse onderzoekers geconstateerd. Daarvoor zou de tijdens het weerlicht geproduceerde gammastraling verantwoordelijk zijn. De onderzoekers baseerden zich onder meer ook op eerdere waarnemingen die niet tot definitieve uitspraken leidden.

Teruaki Enoto van de universiteit van Kyoto en medewerkers hadden sedert 2006 detectoren bij een kerncentrale om gammastraling te meten bij lage donderwolken, die vaak in dat gebied (Kashiwazaki-Kariwa) voorkomen. Op 6 februari dit jaar hadden ze mazzel. Hun vier detectoren registreerden krachtige ontladingen van twee blikseminslagen zo’n 2 km verderop.
Iets later dan de bliksems maten ze gammastraling die enkele tienden van seconden duurden. Die zouden uiteindelijk zijn veroorzaakt door gammafotonen, ontstaan door de bliksem, die neutronen uit de kernen van stabiele atomen als N14 (stikstof) hadden geschoten. Die rondvliegende neuronen werden vervolgens opgevangen door andere kernen, die daardoor radioactief werden. Er volgden vervalreacties. Dat verklaart de ‘nagloei’.

Die conclusie zou worden bevestigd door onderzoek waar vorige maand een artikel over verscheen in Geophysical Research Letters. Daarin werd onomstotelijk aangetoond dat door een gammaflits neutronen uit de kern vrijkomen.

Na de nagloei

Na de nagloei zagen de onderzoekers een tweede, benedenwinds, detectorsignaal dat zich relatief langzaam ontwikkelde en na ongeveer een minuut piekte. Dat signaal had een energiepiek bij 0,51 MeV (megaelektrovolt, een maat voor de hoeveelheid energie), vrijwel de hoeveelheid energie die gammastraling produceert bij een elektronpositronuitdoving. Dat gaf de onderzoekers reden te denken dat dat het resultaat was van omgekeerd betaverval van de radioactieve kernen die waren ontstaan door de gammafotonen. Dan vervalt het radioactieve N13 in stabiel C13 (koolstof) door een positron uit te stralen met een halfwaardetijd van 10 minuten.

Als de onderzoekers rekening hielden met windrichting en snelheid tijdens de blikseminslagen, dan kwam de tijd van het tweede signaal overeen met de tijd die er nodig zou zijn voor de wind om die naar de detectoren te blazen. Enoto: “We hebben voor het eerst waargenomen dat neutronen en positronen tegelijkertijd aanwezig zijn. We hebben onze waarnemingen heel nauwkeurig geanalyseerd en we kunnen die niet op een andere wijze interpreteren.”

“We hebben gammastraling gezien, neutronen en radioactief verval en zij ook”, zegt Joseph Dwyer van de universiteit van New Hampshire, die niet bij het Japanse onderzoek betrokken is geweest maar wel medeauteur was van het artikel in Geophysical Research Letters. “Dit onderzoek levert het ontbrekende stukje.”
Toch denkt hij dat er nog een hoop te leren valt. “Er is een hoop over onweer en bliksems dat we niet bergijpen. We weten wel dat ze soms krachtige uitbarstingen van gammastraling kunnen veroorzaken. We weten dat dat iets te maken heeft met bliksem en elektrische velden, maar we weten niet wat er precies gebeurt.”

Bron: Physics World

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *