[과학향기] 번개에 의해 발생하는 중성자 (수정)

번개에 의해 발생하는 중성자

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번개가 칠 때 상당한 양의 중성자가 핵융합반응에 의해 방출되는 것으로 밝혀졌다. 원자핵의 융합반응은 다음의 조건이 갖춰졌을 때 일어난다.

첫째, 상당한 양의 중성자를 포함하는 중수소와 같은 핵들이 있어야 한다.
둘째, 핵들이 쿨롱장벽을 극복할 수 있을 정도의 충분히 큰 속도를 가지고 있어야 한다.

모스크바 대학의 Skobeltsin 핵물리 과학 연구소의 중성자연구소 소장인 Skobeltsin 박사는 계산을 통해 번개가 치는 동안에 핵융합이 일어날 수 있는 조건이 갖춰질 수 있다는 결론에 도달했다. 중수소는 항상 물에 존재하고, 평균적으로 DHO(하나의 수소원자가 중수소로 구성된 물) 분자는 H2O 6800개의 분자중 하나꼴로 존재한다. 이것은 공기중에 존재하는 수증기의 양(약 5×10-4 g/)중에 1㎤당 1015개의 중수소가 있다는 것을 의미한다.

번개가 칠 때, 이 원자들은 이온으로 바뀌면서 속도가 증가해 상당한 에너지를 갖게 된다. 수만 분의 일 초동안 번개기둥의 지름이 2 mm에서 5 cm까지 팽창할 때 수십 억의 중수소 원자들은 서로 반응하여 중수소 원자의 절반숫자의 32He 원자와 중성자를 만든다. 이들 중성자는 막대한 양의 에너지(2.45MeV)를 가지고 있다. 그러나 지구 대기 환경 하에서는 평균 0.2초 만에 질소원자와 만나 흡수되어 버린다. 이 연구소에서 개발된 DYAIZA 장비는 뇌우가 발생하는 동안 중성자 방출 피크를 반복하여 기록했다.

연구 결과 몇 가지 중요한 결론을 얻을 수 있었다.
첫째, 이 연구결과는 MIR 우주정거장에서 지구의 적도영역의 많은 중성자들을 왜 관측하게 됐는지 알게 해 줬다. 적도 부근에서 우뢰현상이 많이 발생하므로 이 영역에서 중성자가 많이 분포하는 것은 그리 놀랄 일이 아닌 것이다.
둘째로, 우뢰가 빈번한 금성과 목성의 대기환경에서도 중성자 흐름이 같은 이유로 발생한다. 즉, 금성과 목성에서 발생하는 중성자에서 우뢰에 의한 발생을 다른 이유에 의해 발생하는 중성자와 구별하여 연구하여야 한다는 것이다.

※ 틀린 부분이 많아서 수정해서 공개합니다. 출처와 비교해 보시면 제가 무엇을 고쳤는지 아실 수 있을 겁니다.
많은 정보를 보기 좋게 제공해 주는 것은 좋은데, 최소한 자기가 번역한 것을 한번만 더 확인해 봤으면 좋겠습니다.

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