徳赢手机版科学家预计到2025年可以计算出地球内部的燃料总量

发布时间:星期天,2016年9月11日 - 05:07物理与化学

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2022年,科学家徳赢手机版们希望能够检测每年至少536个中微子事件,在这五个地下探测器:KamLAND在日本,Borexino在意大利,SNO +在加拿大,锦屏和JUNO在中国。
Ondrej Sramek

地球需要燃料来驱动板块构造、火山和它的磁场。就像一辆混合动力汽车一样,地球利用两种能源来驱动它的引擎:来自地球组合的原始能量和来自自然放射性衰变产生的热量的核能。徳赢手机版科学家们已经开发了许多模型来预测地球内部还剩下多少燃料来驱动引擎——估计的差异很大——但真实的数量仍然未知。在一篇新的论文中,一个由地质学家和中微子物理学家组成的团队大胆地宣称,到2025年,他们将能够确定地球燃料箱中还有多少核燃料和放射性能量。这项研究由来自马里兰大学、布拉格查尔斯大学和中徳赢手机版国地质科学院的科学家撰写,发表在2016年9月9日的《自然》杂志上科学报告

“我是创建了地球成分模型并预测了今天地徳赢手机版球内部燃料数量的科学家之一,”该研究的作者之一,马里兰大学的地质学教授William McDonough说。“我们在猜测。在我职业生涯的这个阶段,我不在乎我是对还是错,我只想知道答案。”

为了计算到2025年地球内部的燃料总量,研究人员将依赖于探测到一些科学上已知的最微小的亚原子粒子——吉奥诺中微子。这些反中微子粒子是恒星(包括我们的太阳)、超新星、黑洞和人造核反应堆的核反应的副产品。它们也是地球深处的放射性衰变过程造成的。

探测反中微子需要一个小型办公楼大小的巨大探测器,它位于大约一英里的地下,以屏蔽可能产生假阳性结果的宇宙射线。vwin徳赢app下载在探测器内部,当反中微子撞击氢原子时,科学徳赢手机版家可以探测到它们。这次碰撞产生了两个特征的闪光,明确地宣告了这一事件。科学家探测到的事件数量与地球内部铀和钍原子徳赢手机版的数量直接相关。这些元素和钾元素的衰变为地球内部提供了绝大多数的热量。

到目前为止,探测反中微子的过程极其缓慢,科学家们通过日本KamLAND和意大利Borexino的地下探测器每年只记录到大约16徳赢手机版次。vwin徳赢app下载然而,研究人员预测,预计到2022年将有三个新的探测器上线——加拿大的SNO+探测器和中国的金平和朱诺探测器——每年将增加520个事件的数据流。

麦克多诺说:“一旦我们从所有五个探测器收集到三年的反中微子数据,我们就有信心为地球开发出一个精确的燃料测量器,并能够计算出地球内部剩余燃料的数量。”

新的金平探测器将埋在喜马拉雅山脉的斜坡下,它将比现有的探测器大四倍。位于中国南部沿海的“朱诺号”地下探测器将比现有的探测器大20倍。

麦克多诺说:“确切知道地球上有多少放射性能量,将告诉我们地球过去的消耗率和未来的燃料预算。”vwin徳赢app下载“通过展示地球自诞生以来冷却的速度,我们可以估算出这种燃料能维持多久。”

来源:马里兰大学

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