Ένας ανιχνευτής ραδονίου για την πρόγνωση των σεισμών

στις

Τα πρόσφατα γεγονότα στην Αϊτή και τη Χιλή μας θυμίζουν την καταστροφή που μπορεί να προκληθεί από ένα σεισμό, ειδικά όταν τα κτυπήματα δεν προειδοποιούν. Για αιώνες, οι άνθρωποι που ζουν σε ενεργές σεισμικές περιφέρειες ανέφεραν μια σειρά από παράξενα περιστατικά αμέσως και πριν από ένα σεισμό, μεταξύ των οποίων απρόβλεπτα καιρικά φαινόμενα ή ακόμη και ασυνήθιστη συμπεριφορά των ζώων.

Nature's force can be colossal and difficult to predict

Η δύναμη της Φύσης μπορεί να είναι κολοσσιαία και μη προβλέψιμη

Σε πιο πρόσφατες περιόδους, ορισμένοι επιστήμονες πρότειναν κι άλλα πρόδρομα φαινόμενα, όπως σποραδικές εκρήξεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τη ζώνη του ρήγματος. Δυστυχώς, καμιά από αυτές τις προτάσεων δεν έχει οδηγήσει σε μία ισχυρή, επιστημονική μέθοδος για την πρόγνωση των σεισμών.

Τώρα, όμως, μια ομάδα φυσικών, με επικεφαλής το νομπελίστα Georges Charpak (νόμπελ φυσικής το 1992 για την ανάπτυξη συσκευών ανίχνευσης σωματιδίων), έχει αναπτύξει ένα νέο ανιχνευτή που θα μπορούσε να μετρά το πιο αξιόπιστο πρόδρομο φαινόμενο: το αέριο ραδόνιο, μια ουσία που συνήθως απελευθερώνεται πριν από ένα σεισμό από τις ζώνες του ρήγματος.

Αναβλύζει από τα σπλάχνα της Γης

Κατά την τελευταία δεκαετία, διάφορες μελέτες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η αύξηση των συγκεντρώσεων του αερίου ραδονίου στο έδαφος ή τα υπόγεια νερά θα μπορούσε να είναι το σημάδι ενός επικείμενου σεισμού. Πιστεύεται ότι το ραδόνιο απελευθερώνεται από τις κοιλότητες και τις σχισμές, καθώς ο φλοιός της Γης είναι τεταμένος πριν από την ξαφνική ολίσθηση ενός σεισμού.

Ωστόσο, προκειμένου να ελέγξουν την υπόθεση αυτή, οι ερευνητές θα πρέπει να αναπτύξουν αρκετές εκατοντάδες συσκευές ανίχνευσης κατά μήκος μιας ζώνης ενός επικίνδυνου ρήγματος. Αν και θα μπορούσαν, θεωρητικά, αρκετές εμπορικές συσκευές  να το κάνουν αυτό, αυτές τις συσκευές είναι πολύ ακριβές για ευρείας κλίμακας εφαρμογές. Επιπλέον, δεν είναι σαφές αν πολλές από αυτές τις συσκευές θα εξακολουθούν να εργάζονται με την παρουσία του νερού.

Ο εναλλακτικός ανιχνευτής του Charpak βασίζεται στην ήδη εδραιωμένη τεχνολογία που χρησιμοποιείται σε ακραίες συνθήκες, όπως στο CERN. Αποτελείται από ένα μετρητή του ίδιου τύπου με εκείνον που κέρδισε ο Charpak το Νόμπελ του 1992. Σε αυτές τις συσκευές, σωματίδια όπως το ραδόνιο αρχίζουν να γεμίζουν ένα δοχείο για αέρια και ιονίζουν ορισμένα από τα σωματίδια του αερίου. Έπειτα, τα προκύπτοντα ιόντα και ηλεκτρόνια επιταχύνονται από ένα δυναμικό στο σύρμα περίχει, προκαλώντας ένα χείμαρρο κινούμενων ιόντων, δηλαδή σε ένα ρεύμα στο σύρμα.

Ένα βασικό χαρακτηριστικό αυτού του νέου ανιχνευτή είναι ότι λειτουργεί με τον ατμοσφαιρικό αέρα, αποφεύγοντας έτσι την ανάγκη να γίνει αναπλήρωση του θαλάμου του ανιχνευτή ιονισμού με ένα συγκεκριμένο αέριο. Έχει, επίσης, μια υψηλή απόδοση, η οποία επιτεύχθηκε με την ενσωμάτωση πολλαπλών καλωδίων στο θάλαμο ιονισμού. Σε εργαστηριακές δοκιμές, οι ερευνητές αναφέρουν μια μέτρηση ραδονίου 140 Bq.m–3 για πάνω από ένα λεπτό, το οποίο είναι συγκρίσιμο με εκείνο που προσφέρουν οι εμπορικές συσκευές. Οι δοκιμές δείχνουν επίσης ότι η συσκευή εξακολουθεί να λειτουργεί ακόμα και με 70% υγρασία, ενώ η οι ανιχνευτές με ένα σύρμα αρχίζουν να κλονίζονται με μόλις 30% υγρασία.

Ανίχνευση με επιτυχία

«Το όργανο που προτείνουν στηρίζεται σε μια πολύ παλιά και αρκετά καλά εδραιωμένη τεχνολογία ανίχνευσης," λέει ο Ariella Cattai, ένας φυσικός στο CERN. "Αυτό που είναι πολύ πρωτότυπο με αυτό το πρότζεκτ είναι ο τρόπος με τον οποίο θέλουν να λειτουργήσουν οι ανιχνευτές – με τον συνηθισμένο αέρα και κανένα περίπλοκο μείγμα αερίων, όπως κάνουμε εμείς στην πράξη."

Εξάλλου ο Paulo Fonte, διευθυντής του Εργαστηρίου Οργάνων της Πορτογαλίας (LIP), συμφωνεί ότι με τη χρήση του ιονισμού του αέρα οι ερευνητές έχουν «σπάσει ένα ταμπού" στον τομέα της ανίχνευσης, και γι αυτό δεν προβλέπει σημαντικά εμπόδια για την ανάπτυξη αυτής της πρωτότυπης συσκευής, έναν σε εμπορικά βιώσιμο ανιχνευτή.

“Ανιχνεύει σωματίδια άλφα, το οποίο είναι το μόνο που χρειάζεται για την ανίχνευση των βαρέων ραδιενεργών ρύπων. Δεν ξέρω πόσο καλά [αυτήν η έρευνα] χρηματοδοτείται, αλλά ακόμη και αν οι πιθανότητες επιτυχίας είναι ελάχιστες, το βραβείο θα είναι τόσο σημαντική που στα σίγουρα αξίζει να διερευνηθεί. "

Ένα μέλος της ομάδας του Charpak, ο Vladimir Peskov, ο οποίος εργάζεται στο Εθνικό Αυτόνομο Πανεπιστήμιο του Μεξικού, λέει ότι το επόμενο βήμα της ομάδας είναι να τρέξει περισσότερες δοκιμές και να αναπτύξει έναν τρόπο για την δικτύωση των ανιχνευτών κατά μήκος μιας ζώνης ρήγματος. Οι ερευνητές θέλουν να διερευνήσουν επίσης τρόπους για την παρακολούθηση των επιπέδων του ραδονίου και στα υπόγεια ύδατα.

Πηγή: physicsworld.com

Δείτε και τα σχετικά

Advertisements

Σχολιάστε

Συνδεθείτε για να δημοσιεύσετε το σχόλιο σας:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s