V následujících letech se chystá spuštění tří nových geoneutrinových detektorů, které poskytnou dostatek údajů pro stanovení množství paliva ve struktuře Země. Planeta Země využívá své palivo například k pohybu tektonických desek, jako zdroj energie vulkánů nebo k funkci magnetického pole.

Podobně jako automobily na hybridní pohon, i Země používá pro svůj „motor“ dva zdroje: přeměnu gravitační energie na tepelnou (pohyb těžkých a lehkých jader + smršťování Země) a primordiální jadernou energii, která je zde od samého vzniku, a vytváří teplo pomocí přirozeného radioaktivního rozpadu. Vědci dosud představili celou řadu modelů, které předpovídají, kolik paliva ještě Zemi zbývá. Vzájemně se však svými výsledky liší a skutečné množství je stále neznámé.

novém dokumentu tým geologů a neutrinových fyziků směle tvrdí, že do roku 2025 budou schopni stanovit, kolik jaderného paliva pro radioaktivní rozpad v pomyslné zemské nádrži zbývá. Studii vypracovali vědci z Univerzity v Merylandu, pražské Karlovy univerzity a Čínské akademie geologických věd.

V roce 2025 budou vědci pro výpočet množství paliva na Zemi spoléhat na detekci nejmenších subatomických částí, které dnešní věda zná – geoneutrina. Tyto antineutrinové částice jsou vedlejším produktem jaderných reakcí uvnitř hvězd (včetně našeho Slunce), supernov, černých děr a lidmi vytvořených jaderných reaktorů. Jsou také produkovány radioaktivním rozpadem probíhajícím hluboko uvnitř naší Země.

Vědci předpokládají, že v roce 2022 budou schopni zaznamenat až 536 srážet antineutrin s atomy vodíku pomocí pěti podzemních detektorů. Zdroj: Ondřej Šrámek
Vědci předpokládají, že v roce 2022 budou schopni zaznamenat až 536 srážek antineutrin s atomy vodíku pomocí pěti podzemních detektorů. Zdroj: Ondřej Šrámek

Detekce antineutrin vyžaduje obrovské detektory, které se svými rozměry vyrovnají malé kancelářské budově. Aby se zabránilo vnějšímu působení rušivého kosmického záření, jsou detektory umístěny přibližně jednu míli pod zemským povrchem. Uvnitř těchto detektorů vědci zaznamenávají srážky antineutrin s atomy vodíku. Při kolizi částic dochází ke dvěma charakteristickým zábleskům, které ji jednoznačně identifikují. Počet detekovaných záblesků vědci vztáhnou na množství uranu a thoria uvnitř Země. Rozpad těchto prvků spolu s draslíkem jsou hlavním zdrojem tepelné energie v zemském jádře.

Do dnešního dne je odhalování antineutrin až zoufale pomalé. Pomocí japonského podzemního detektoru KamLAND a Borexino v Itálii vědci zaznamenali pouze 16 akcí ročně. Vědci nicméně do roku 2022 očekávají uvedení do provozu tří nových detektorů (SNO+ v Kanadě, Janping a JUNO v Číně). Do záznamu mají detektory přidat asi 520 nových detekcí ročně.

„Ve chvíli, kdy dokážeme sesbírat tříletá antineutrinová data ze všech pěti detektorů, jsme přesvědčeni, že získáme přesný palivoměr Země a vypočítáme tak celkové množství paliva na Zemi,“ říká spoluautor studie William McDonough, profesor geologie na univerzitě v Marylandu.

Nový detektor JinPing bude umístěn pod pohořím Himaláj a svou velikostí čtyřikrát překoná současné analyzační jednotky. Druhý čínský detektor JUNO, co do velikosti, překonává současné přístroje dokonce 20krát.

„Znalost přesného množství radioaktivní energie uvnitř Země nám řekne, jakou spotřebu Země v posledních letech měla a napoví, jak dlouho ještě se současným množstvím pohonných hmot vydrží,“ tvrdí McDonough. „Tím, jak rychle se naše planeta od svého zrodu ochlazuje, nám pomůže odhadnout, jak dlouho ještě palivo vydrží.“

Zdroj úvodní fotografie: Flickr

Komentáře

0 komentářů ke článku "undefined"

Přidat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *