Русская Википедия:Геонейтрино

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Геонейтрино — это нейтрино или антинейтрино, испускаемые при распаде радионуклидов внутри Земли. Нейтрино — легчайшие из известных субатомных частиц, у них отсутствуют измеримые электромагнитные свойства и они взаимодействуют только посредством слабого ядерного взаимодействия. Одной из главных задач новой области физики, нейтринной геофизики, является извлечение геологически полезной информации (например, численности отдельных геонейтрино-производящих элементов и их пространственное распределение в земных недрах).

Большинство геонейтрино — это электронные антинейтрино, появляющиеся в канале [[Бета-минус-распад|Шаблон:Math распада]] элементов Калия-40, Тория-232 и Урана-238. Вместе эти цепочки распада создают более 99 % современного уровня радиогенного теплового излучения изнутри Земли. В 2016 году геонейтрино наблюдались на двух нейтринных обсерваториях — в Камланде и Борексино. Предложено несколько проектов телескопов, которые смогут использоваться для обнаружения геонейтрино.

Геология

[1] <math chem="">

\begin{array}{rclr} \ce{^{238}_{92}U} & \ce{->} & \ce{^{206}_{82}Pb} + 8\alpha + 6e^- + 6\bar\nu_e &+\ 51.698\,\ce{MeV} \\ \ce{^{235}_{92}U} & \ce{->} & \ce{^{207}_{82}Pb} + 7\alpha + 4e^- + 4\bar\nu_e &+\ 46.402\,\ce{MeV} \\ \ce{^{232}_{90}Th} & \ce{->} & \ce{^{208}_{82}Pb} + 6\alpha + 4e^- + 4\bar\nu_e &+\ 42.652\,\ce{MeV} \\ \ce{^{40}_{19}K} & \ce{->[{89.3\,\%}]} & \ce{^{40}_{20}Ca} + e^- + \bar\nu_e &+\ 1.311\,\ce{MeV} \\ \ce{^{40}_{19}K} + e^- & \ce{->[{10.7\,\%}]} & \ce{^{40}_{18}Ar} + \nu_e &+\ 1.505\,\ce{MeV} \end{array} </math>

Земля излучает тепло в размере около 47 ТВт (тераватт),[2], что составляет менее 0,1 % от мощности поступающей солнечной энергии. Часть этого тепла приходится на тепло, выделяющееся при распаде радиоактивных изотопов в недрах Земли. Существуют различные оценки этой энергии : от ~10 ТВт до ~30 ТВт.[3]

Изучение геонейтрино

Файл:Geoneutrino signal prediction - rotating globe.gif
Предсказания сигнала Геонейтрино на поверхности Земли в земных единицах нейтрино (ТНУ).
Файл:Evolution of Earth's radiogenic heat.svg
Радиогенное тепло от распада 232-тория (фиолетовая линия) является наибольшим внутренним источником тепла Земли. Другими крупными поставщиками энергии являются 235U (красная линия), 238U (зеленая линия) и 40K (желтая линия.

Детекторы и результаты

Существующие детекторы

Камланд представляет собой 1,0 килотонный детектор, расположенный в нейтринной обсерватории в Японии. Впервые геонейтрино были обнаружены в 2005 году. Общее число наблюдавшихся антинейтрино составило 152.

Борексино — это 0.3 килотонный детектор в лаборатори Nazionali-дель-Гран-Сассо рядом с Л’Акуилой, Италия. В 2010 году в базе данных, собранных на протяжении 537 дней, были зафиксированы 15 событий-кандидатов.

Запланированные и предложенные детекторы

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

  • Geoneutrinos.org, интерактивный сайт, который позволяет просматривать геонейтринные спектры.