Dự báo động đất bằng máy dò radon

Những sự kiện gần đây ở Haiti và Chile nhắc nhở chúng ta sức tàn phá khủng khiếp mà một trận động đất có thể tạo ra, đặc biệt khi nó ập đến mà không được cảnh báo trước. Trong hàng thế kỉ, người dân sống ở những vùng hoạt động địa chất đã kể lại một số biểu hiện kì lạ xuất hiện ngay trước một cơn địa chấn, bao gồm những hiện tượng thời tiết bất thường, và thậm chí những hành trạng khác thường ở động vật. Trong thời gian gần đây hơn, một số nhà khoa học đã đề xuất những dấu hiệu báo trước khác, thí dụ những đợt phát rời rạc của bức xạ điện từ phát ra từ vùng bị đứt gãy. Thật không may, không có đề xuất nào trong số này đưa đến một phương pháp khoa học, có sức mạnh để dự báo động đất.


alt

Đống đổ nát còn lại của tòa chung cư ở San Francisco sau cơn địa chất chính xảy ra trong khu vực Vịnh San Francisco thuộc California vào hôm 17 tháng 10, 1989. (Ảnh: J K Nakata, Cục Địa chất Hoa Kì)

Tuy nhiên, nay một nhóm nhà vật lí, đứng đầu là nhà vật lí đạt giải Nobel Georges Charpak, vừa phát triển một detector (máy dò hạt) mới có thể đo một trong những dấu hiệu báo trước động đất dễ đo hơn – họ đề xuất rằng khí radon được giải phóng khỏi vùng đứt gãy trước khi đất trượt.

Trong thập niên qua, một vài nghiên cứu đã kết luận rằng hàm lượng thái quá của khí radon trong đất hay nước ngầm có thể là dấu hiệu của một cơn địa chấn sắp xảy ra. Người ta tin rằng khí radon được phóng thích từ các hốc và vết nứt khi lớp vỏ Trái đất bị kéo căng ra trước sức trượt đột ngột của một trận động đất. Ty nhiên, để kiểm tra giả thuyết này, các nhà nghiên cứu cần sử dụng đến vài trăm dụng cụ detector dọc theo một vùng đứt gãy. Mặc dù một vài dụng cụ thương mại có thể, trên lí thuyết, thực hiện công việc này, nhưng những dụng cụ này quá đắt tiền cho ứng dụng quy mô lớn. Ngoài ra, không rõ là nhiều dụng cụ như thế này có còn hoạt động không trong sự có mặt của nước.

Detector thay thế của Charpak xây dựng trên công nghệ hiện có sẵn sàng hoạt động trong những điều kiện cực đoan tại các phòng thí nghiệm như CERN. Nó gồm một máy đếm kiểu dây quấn, khái niệm mà nhờ nó Charpak đã giành giải Nobel Vật lí năm 1992. Trong những dụng cụ này, các hạt như radon đi vào một bình chứa đầy chất khí và làm ion hóa một số hạt chất khí. Các ion và electron thu được bị gia tốc bởi điện thế trên dây, gây ra một đợt thác ion hóa mang lại một dòng điện chạy trong dây.

Một đặc điểm quan trọng của thiết kế detector mới này là nó hoạt động với không khí xung quanh, nhờ đó tránh nhu cầu phải bổ sung cho buồng ion hóa của detector chứa đầy một chất khí đặc biệt. Trong những lần thử phòng lab, các nhà nghiên cứu cho biết một lượng radon là 140 Bq.m–3 trên phút, có thể sánh với lượng thu được bởi những dụng cụ thương mại. Những lần kiểm tra cũng chứng tỏ được rằng dụng cụ trên vẫn hoạt động ở độ ẩm 70%, trong khi những detector một dây bắt đầu chùn bước khi độ ẩm chỉ 30% (arXiv: 1002.4732v1).

“Thiết bị họ đề xuất xây dựng trên một công nghệ detector rất cũ và rất có uy tín”, theo Ariella Cattai, một nhà vật lí nghiên cứu detector tại CERN. “Cái rất căn nguyên với nghiên cứu này là cách họ muốn điều hành những detector này – trong không khí đơn giản và không cần một hỗn hợp khí phức tạp như chúng ta thường dùng”.

Paulo Fonte, giám đốc Phòng thí nghiệm Thiết bị Bồ Đào Nha (LIP), tán thành việc sử dụng sự ion hóa không khí mà các nhà nghiên cứu đã “phá vỡ điều cấm kị” dò tìm, và ông không biết trước được sẽ có những rào cản nào không trong việc phát triển nguyên mẫu dụng cụ này thành một detector có giá trị thương mại. “Nó phát hiện ra hạt alpha, đó là tất cả những gì cần thiết để phát hiện ra các chất ô nhiễm phóng xạ nặng. Tôi không biết [nghiên cứu này] được tài trợ bao nhiêu, nhưng cho dù cơ hội thành công là rất mong manh, thì phần thưởng vẫn sẽ thật quan trọng nên nó chắc chắn đáng để nghiên cứu”.

Một thành viên của đội Charpak, Vladimir Peskov, người làm việc tại trường đại học vùng tự trị Mexico, cho biết bước tiếp theo của nhóm ông là chạy thêm những phép thử và phát triển một phương pháp nối mạng các detector đặt dọc theo một vùng đứt gãy. Họ cũng sẽ nghiên cứu các phương pháp theo dõi hàm lượng radon trong nước ngầm.

Theo physicsworld.com


Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Chốt đáp số cho bài toán bán kính proton
20/09/2019
Vào năm 2010, các nhà vật lí ở Đức báo cáo rằng họ đã thực hiện được phép đo đặc biệt chính xác về kích cỡ proton,
Tranh cãi vẫn chưa dứt về chuyện tìm thấy sóng hấp dẫn
18/09/2019
Nhóm hợp tác giành giải Nobel LIGO vừa công bố một bài báo mô tả chi tiết hơn bao giờ hết về cách nhóm này phân tích các tín
Lần đầu tiên nghe được ‘tiếng khóc chào đời’ của một lỗ đen mới sinh
17/09/2019
Nếu thuyết tương đối rộng của Albert Einstein vẫn đúng, thì một lỗ đen ra đời từ sự va chạm chấn động vũ trụ của hai
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 7)
16/09/2019
Nhà nguyên tử luận đầu tiên Cuộc hành trình của chúng ta đã xuất phát từ đâu? Tôi cho rằng “vật lí hạt” đã khởi
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 6)
16/09/2019
Tìm kiếm mã code Richard Feynman vĩ đại (1918-88), người cùng nhận Giải Nobel Vật lí cho những đóng góp của ông cho triết học
Giải được bí ẩn nhiễm điện do cọ xát
15/09/2019
Đa số mọi người đều từng trải nghiệm cảm giác tóc dựng đứng sau khi cọ xát bong bóng lên đầu mình hay tia lửa xoẹt
Các nguyên tử tăng tốc đến 5000 km/s khi chúng rơi vào siêu lỗ đen
15/09/2019
Các quan sát về chất khí đang bị nuốt vào siêu lỗ đen tại tâm của các quasar đã làm sáng tỏ thêm về cách những vật thể
Phát hiện hơi nước trên một hành tinh đá ở xa
14/09/2019
Các nhà khoa học vừa phát hiện thấy hơi nước trong khí quyển của một hành tinh đá ở cách Trái Đất 110 năm ánh sáng. Tên

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com