EO

Bliksem produceert nagloed van gammastraling

23 oktober 2017 om 10:57 uur

Computersimulaties gemaakt door CWI-onderzoekers tonen de nagloed van gammastraling na bliksem. Deze nagloed blijkt 10 000 keer langer te duren dan voorheen gedacht. De afbeelding toont de hoogte en de tijd van de straling. De kleur (van rood naar geel) geeft aan hoe sterk de straling is. Een aardse gammeflits start op een hoogte van 8 kilometer, en vormt een wolk van neutronen op een hoogte van 3 kilometer. Deze wolk veroorzaakt vervolgens de nagloed.

Bliksem wekt röntgen- en gammastraling op. Vroeger dacht men dat dit verschijnsel maar heel kort duurde, zo’n tienduizendste deel van een seconde. De ioniserende straling blijkt echter 10 000 keer langer langer te schijnen dan tot nu toe was aangenomen.


Dat is gebleken uit computersimulaties van onderzoekers van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) in Amsterdam. Hun artikel ‘TGF afterglows: a new radiation mechanism from thunderstorms ' werd 22 oktober 2017 gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Geophysical Review Letters.

 

Aardse gammaflitsen

Sinds ongeveer twee decennia is het bestaan van ‘aardse gammaflitsen' bekend. Als bliksem ontstaat, dan kunnen elektronen tot zeer hoge energieën worden versneld, die na botsingen met luchtmoleculen een explosie van gammastraling veroorzaken: zogenaamde ‘aardse gammaflitsen'. Daarbij kunnen tot een triljoen gammadeeltjes worden weggeschoten, die zijn gemeten op de grond, in vliegtuigen en door satellieten. Dat is echter een hele kunst, omdat deze explosies zeer gefocust zijn en maar zo kort duren, rond de 0,0001 seconden. Er is nog veel onbekend over hoe deze aardse gammaflitsen ontstaan en wat hun rol is bij de ontwikkeling van de bliksem. De nu ontdekte nagloed helpt bij het bestuderen van dit verschijnsel.

 

Nagloed in alle richtingen

Onderzoeker Casper Rutjes legt uit wat er bij het nieuw ontdekte stralingsmechanisme gebeurt. "De straling van een aardse gammaflits is zo sterk, dat er kernreacties kunnen plaatsvinden. Als de gammastraling de atoomkernen van de luchtmoleculen raakt, kunnen de protonen en neutronen, waaruit atoomkernen bestaan, losraken. Daarbij kunnen de losse neutronen langer en verder rondzwerven dan protonen, omdat ze geen elektrische lading hebben. Na zo'n omzwerving wordt het neutron weer ingevangen door een andere atoomkern, waarbij opnieuw gammastraling kan ontstaan. De hoge energie van de straling van de gammaflits, die wordt gebruikt bij het losmaken van neutronen, is bij wijze van spreken tijdelijk opgeslagen in de vrijgemaakte neutronen".

 

De onderzoekers berekenden dat op deze manier er een nagloed aan nieuwe gammastraling ontstaat die 1000 tot 10000 keer langer aanhoudt dan de gammaflits zelf en niet gericht is maar alle kanten op straalt, wat het meten vergemakkelijkt.

 

Nagloed gemeten

De onderzoekers vonden in de wetenschappelijke literatuur bijna geen metingen die met de voorspellingen overeenkwamen, omdat vrijwel niemand op de juiste tijdschaal aan het meten was. Rutjes: "Onlangs zijn onze simulaties ook bevestigd door experimenten. Bijna gelijktijdig hebben G.S. Bowers en collega's van de University of California Santa Cruz een duidelijke nagloed van gammaflitsen gemeten in Japan, na een blikseminslag op een windturbine. Dat artikel, ‘Gamma-ray signatures of neutrons from a terrestrial gamma-ray flash', verscheen nu ook in het wetenschappelijke tijdschrift Geophysical Review Letters.

 

Minder straling dan tijdens 1 uur vliegen

Over het stralingsrisico: "De kans om direct geraakt te worden door een aardse gammaflits is zeer klein. Als iemand in een vliegtuig toch rechtstreeks wordt geraakt, dan krijgt deze persoon een stralingsdosis die ongeveer gelijk is aan 400 keer een röntgenfoto (30 millisievert). De nagloed die wij nu ontdekten straalt alle kanten op, waardoor de kans wel groot is dat een vliegtuig boven een onweerswolk wordt geraakt, maar gelukkig is die straling veel minder fel. De stralingsdosis van de nagloed na bliksem is kleiner dan de achtergrondstraling tijdens een uur vliegen."

 

Reacties (1)

Sinds wanneer wordt iets 'aangetoond' met een simulatie?
Ik dacht dat we daarvoor echte metingen hadden.
DDSS, 23 oktober 2017 16:08
 

Gerelateerd nieuws

VPRO Tegenlicht – De race om een superbatterij

VPRO Tegenlicht – De race om een superbatterij

Overal ter wereld zijn opslagtechneuten en batterijpioniers op zoek naar manieren om duurzame energie op te slaan. Van het ontwikkelen van snelle batterijen tot het opslaan van warmte in basalt en zout. En van het…

De dynamiek van virusreproductie in beeld

De dynamiek van virusreproductie in beeld (video)

Virussen vermenigvuldigen zich via een proces dat bestaat uit zelfassemblage, rijping van virusdeeltjes en na infectie het vrijlaten van genetisch materiaal in een gastheercel. Nieuw technieken uit de natuurkunde helpen…

's Werelds eerste 4p passagiersvliegtuig op waterstof en li-ion krijgt testvluchtvergunning

's Werelds eerste 4p passagiersvliegtuig op waterstof en li-ion de lucht in (video)

's Werelds eerste volledig elektrische vierpersoons passagiersvliegtuig heeft een testvluchtvergunning gekregen. De Hy4 is ontwikkeld in Duitsland en vliegt op waterstof, aangevuld met extra power uit een li-ion…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

25 januari 2021, online

The Things Conference

LoRaWan conferentie

26 januari 2021, online

Productie Proces Automatisering (PPA) online kennisdagen

Er is een transitie naar nieuwe technologie maar wat is de roadmap?

2 februari 2021, online

Productie Proces Automatisering (PPA) online kennisdagen

Er is een transitie naar nieuwe technologie maar wat is de roadmap?

Meer agendapunten »