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Septiembre 27, 2005

Neutrones que nacen en los rayos

Escrito en: Química

Investigadores rusos teorizaron y demostraron que en las tormentas eléctricas se dan las condiciones necesarias para que, durante brevísimos lapsos de tiempo, se formen reacciones termonucleares.

TormentaPara que se produzca una reacción termonuclear, primeramente es necesario tener disponibles unos cuantos núcleos con una gran cantidad de neutrones disponibles, por ejemplo núcleos de deuterio, y en segundo lugar estos núcleos deberían poseer una velocidad lo suficientemente alta y unirse conjuntamente en una colisión que superase la barrera de Coulomb*. Resulta que todas estas condiciones se pueden observar en el impacto de un rayo; semejante conclusión es evidente según los cálculos del doctor B.M. Kuzhevsky, líder del laboratorio de investigación en neutrones del Instituto Skobeltsin de Investigación Científica en Física Nuclear (Universidad Estatal de Moscú).


El deuterio siempre está presente en el agua: como media, encontramos una molécula de DHO (agua en la que uno de sus átomos de hidrógeno es remplazada por uno de deuterio) por cada 6.800 moléculas de H2O. Eso significa, teniendo en cuenta la cantidad de vapor de agua existente en la atmósfera (es decir 5×10-4 g/cm3) – que puede haber 1015 átomos de deuterio por cada centímetro cúbico. En un rayo, estos átomos se convierten en iones y son capaces de ganar velocidades que alcanzan energías considerables.

Con un diámetro de canal del rayo comprendido entre 2 milímetros y 5 centímetros, y siendo la duración de la descarga de diez milésimas de segundo, se demuestra que miles de millones de átomos de deuterio tendrían tiempo para iniciar la reacción entre si y para generar con precisión, dos veces menos átomos de helio 3 y neutrones. Estos neutrones ya poseen una energía enorme; 2,45 MeV. Sin embargo, en la atmósfera de nuestro planeta son capaces de vivir, como mucho, durante 0,2 segundos, durante los cuales inevitablemente se encuentran con átomos de hidrógeno y son absorbidos por estos. Este período de tiempo es suficiente para que los neutrones recorran volando una distancia de uno o dos kilómetros.

Estos cálculos han sido confirmados con datos experimentales. Las instalaciones de DYAIZA, desarrolladas en el instituto e instaladas en las moscovitas Colinas Vorobyevy registraron repetidamente picos de emisiones de neutrones durante las tormentas eléctricas, su magnitud excedía cientos de veces los niveles normales de fondo.

De los esfuerzos relatados sobre estas líneas se pueden extraer varias conclusiones importantes. En primer lugar, esto ayuda a resolver un rompecabezas que nos asaltaba desde hace mucho tiempo ¿por qué los astronautas a bordo de la estación espacial MIR observaban altos niveles de fondo de neutrones en el área ecuatorial? Teniendo en cuenta que las tormentas eléctricas se dan permanentemente en esta región, es fácil adivinar de dónde venían las emisiones de neutrones. En segundo lugar, el mismo mecanismo debería funcionar también en la atmósfera de Venus y Júpiter, donde las tormentas eléctricas son también frecuentes por lo que la presencia de corrientes esporádicas de neutrones podría surgir también allí. Eso significa que las investigaciones sobre emisiones de neutrones en estos planetas deberían tener en cuenta este hecho en particular para no confundir accidentalmente estos “relampagueantes” neutrones con otros de naturaleza distinta.

*Barrera de Coloumb (Dado que los núcleos de los átomos de los elementos ligeros tienen carga eléctrica positiva, se deben vencer grandes fuerzas de repulsión electrostática para conseguir su acercamiento y su fusión, para dar como resultado un núcleo más pesado que cada uno de los núcleos fusionados

Fuente: Agencia Informnauka
Traducción: Miguel Artime para Astroseti


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