การวัดกัมมันตภาพรังสีของแกนโลกเป็นครั้งแรก

กัมมันตภาพรังสีธรรมชาติของโลกได้รับการวัดเป็นครั้งแรก การวัดนี้จะช่วยให้นักธรณีวิทยาทราบถึงการสลายตัวทางนิวเคลียร์ ที่ส่งผลต่อปริมาณความร้ออนที่เกิดขึ้นภายในโลก

ความร้อนภายในโลกทำให้เหล็กที่หลอมเหลว อยู่ที่ชั้นนอกของแกนโลกเกิดการเคลื่อนที่ ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กโลก มีคำถามว่า ความร้อนนี้มาจากไหน จากการวัดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ของชั้นหินในเหมืองและหลุมเจาะ ทำให้นักธรณีวิทยาสามารถประมาณได้ว่า ความร้อนที่เกิดขึ้นภายในโลกมีค่าระหว่าง 30-44 terawatts

ความร้อนที่เกิดขึ้นนี้ บางส่วนมาจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี จากการศึกษาอุกกาบาตรุ่นแรก เช่น carbonaceous chondrites นักธรณีวิทยาคำนวณโดยประมาณได้ว่า ปริมาณธาตุยูเรเนียมและทอเรียม ทำให้เกิดกัมมันตภาพรังสีที่ให้ความร้อนประมาณ 19 terawatts แต่ก็ยังไม่ทราบว่าในโลกมีปริมาณยูเรเนียมที่แน่นอนอยู่เท่าใด Bill McDonough นักธรณีวิทยาจากมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์ (Maryland in College Park) กล่าวว่า ยังมีความไม่แน่นอนอยู่

มีทางหนึ่งที่จะลดค่าความไม่แน่นอนนี้ โดยการหาอนุภาค antineutrino อนุภาคเหล่านี้เป็นปฏิอนุภาค (antimatter) กับอนุภาคนิวตริโน (neutrino) ซึ่งไม่มีประจุ และเกือบจะไม่มีมวล มีการปลดปล่อยออกมาในกระบวนการสลายตัวของยูเรเนียมและทอเรีมไปเป็นตะกั่ว ถ้าสามารถวัดแอนตินิวตริโนเกิดขึ้นที่ระดับความลึกลงในภายในโลก เนื่องจากอนุภาคเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่ผ่านวัตถุได้เกือบทุกชนิด

ปัจจุบัน เครื่องวัด KamLAND antineutrino detector ที่ Kamioka ประเทศญี่ปุ่น นับวัดอนุภาคแอนตินิวตริโนได้แล้ว ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ ได้ทำการวิเคราะห์ข้อมูลแล้วพบว่า มีกระแสอนุภาคแอนตินิวตริโน ประมาณ 16.2 ล้านอนุภาคต่อตารางเซนติเมตรต่อวินาที เคลื่อนที่ออกมาจากแกนกลางของโลก และคำนวณได้ว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์ ที่ทำใหเเกิดอนุภาคเหล่านี้ จะให้พลังงาน 60 terawatt แต่ดูเหมือนว่าจะมีความร้อนออกมาเพียง 24 terawatts (Nature, vol 436, p 499) John Learned ซึ่งเป็นหัวหน้าทีมวิจัย KamLAND ที่ University of Hawaii in Manoa กล่าวว่า “เราวัดกัมมันตภาพรังสีของทั้งโลกได้เป็นครั้งแรก McDonough เสริมว่า สิ่งที่กลุ่มนักวิจัย KamLAND ค้นพบ เหมือนกับเป็นการแกะห่อของขวัญวันเกิด”

การตรวจพบแอนตินิวตริโนที่เพิ่มขึ้นตามเวลา อาจจะทำให้ทีมวิจัย KamLAND สามารถหากัมมันตภาพรังสี ที่ทำให้เกิดความร้อนภายในโลก และกรณีอื่น เช่น การตกผลึกของเหล็กและนิเกิลหลอมเหลว ที่เปลือกของแกนโลก

จำนวนแอนตินิวตริโนแสดงให้เห็นว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์ อาจจะทำให้เกิดความร้อนประมาณ 24 terawatts แก่โลก แอนตินิวตริโนอาจจะเป็นสิ่งที่เปิดเผย สัดส่วนของสารกัมมันตรังสีในผิวโลก (crust) และเปลือกโลก (mantle) ซึ่งจะเป็นร่องรอยที่ทำให้นักธรณีวิทยาทราบว่า มีการเกิดขึ้นเมื่อใดและอย่างไร แต่การจะทำอย่างนั้นได้ ก็ต้องหาตำแหน่งได้อย่างแน่นอน ว่าแอนตินิวตริโนมาจากไหน ซึ่งต้องพึ่งเครือข่ายของเครื่องวัด ที่ติดตั้งอยู่ทั้งหมด Learned กล่าวว่า “เรากำลังมุ่งไปที่การทำแผนภาพสามมิติของนิวตริโน (neutrino tomography) ของทั้งโลก ตอนนี้ยังเป็นเพียงขั้นเริ่มต้น”

ถอดความจาก First measurements of Earth's core radioactivity
เว็บไซต์ http://www.newscientist.com