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半數(shù)地?zé)醽碜苑派湫晕镔|(zhì)衰變

   半數(shù)地?zé)醽碜苑派湫晕镔|(zhì)衰變 
 本報(bào)訊據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月17日?qǐng)?bào)道，一個(gè)以日本東北大學(xué)為主的研究小組利用位于日本中部岐阜縣地下千米處的裝置KamLAND，根據(jù)多年觀測(cè)數(shù)據(jù)重新計(jì)算了地球內(nèi)部放射性元素產(chǎn)生的熱量。研究發(fā)現(xiàn)，地球自身熱量大約有一半來自放射性物質(zhì)衰變，另一半則是從地球剛形成時(shí)保存至今的原始熱量。新數(shù)據(jù)不僅和目前公認(rèn)的地質(zhì)物理模型預(yù)測(cè)相一致，還有助于完善這些模型。該研究發(fā)表在*近出版的《地質(zhì)科學(xué)》雜志上半數(shù)地?zé)醽碜苑派湫晕镔|(zhì)衰變 。
    海洋底層擴(kuò)展、大陸板塊運(yùn)動(dòng)、地球外核融化、產(chǎn)生地磁場(chǎng)，這些都離不開熱量，地殼和地幔層放射性元素如鈾、釷和鉀的衰變是這些熱量形成的主要原因。地質(zhì)學(xué)家根據(jù)來自全球2萬多個(gè)鉆井的溫度測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算出從地球散失到太空中的熱量約為44太瓦（44萬億瓦特）。此前的研究人員利用通的主體硅酸鹽地球模型計(jì)算出約8太瓦來自鈾-238（238U），8太瓦來自釷-232（232Th），4太瓦來自鉀-40（40K）,。
   當(dāng)?shù)厍騼?nèi)部放射性元素衰變時(shí)，會(huì)發(fā)射地球中微子，中微子很難探測(cè)到。領(lǐng)導(dǎo)該研究的美國(guó)能源部勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室原子核科學(xué)分部的斯圖亞特·弗里德曼介紹說：“KamLAND是專門設(shè)計(jì)用于研究中微子的，我們能以高靈敏度把它們從背景干擾中分辨出來。”半數(shù)地?zé)醽碜苑派湫晕镔|(zhì)衰變 
   KamLAND有一個(gè)裝有1000噸發(fā)光礦物油的球體，當(dāng)一個(gè)反中微子撞上KamLAND探測(cè)儀內(nèi)部的質(zhì)子時(shí)，將產(chǎn)生兩個(gè)信號(hào)。**個(gè)信號(hào)由于反中微子將質(zhì)子轉(zhuǎn)變成了一個(gè)中子和一個(gè)額外的正電子（逆向β衰變），正電子瞬即和普通電子發(fā)生湮滅并發(fā)出閃光；**個(gè)信號(hào)是兩個(gè)在億分之一秒后，質(zhì)子衰變成的中子發(fā)出伽瑪射線被捕獲。這種衰變“雙巧合”讓反中微子的相互作用與撞擊截然不同。而通過鑒別特征能量等因素，還能將周圍核電站發(fā)出的反中微子干擾排除。
    研究人員還考慮了放射性元素的分布、地域性地質(zhì)因素等，根據(jù)2002年3月到200半數(shù)地?zé)醽碜苑派湫晕镔|(zhì)衰變 9年11月之間探測(cè)到的841例中微子事件，排除730例干擾事件，剩下約111例屬于來自地球內(nèi)部的鈾或釷的放射性衰變，再結(jié)合自意大利格瑞·薩索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Borexino探測(cè)儀數(shù)據(jù)，以不低于97%的置信度，計(jì)算出鈾和釷對(duì)地球熱量的貢獻(xiàn)約為20太瓦，而根據(jù)模型推測(cè)另有3太瓦熱量來自其他衰變。半數(shù)地?zé)醽碜苑派湫晕镔|(zhì)衰變 .
   弗里德曼解釋說，在地球表面釋放的熱量中，有大約54％來自放射性物質(zhì)衰變，而剩余部分應(yīng)該是從地球誕生時(shí)保存至今的原始熱量。這項(xiàng)研究加深了人們對(duì)地球熱量產(chǎn)生和流失情況的認(rèn)識(shí)，可為地質(zhì)研究提供幫助。如果能在全球設(shè)立更多地球中微子探測(cè)儀，尤其在大洋島嶼上，將有助于科學(xué)家們改進(jìn)模型。