Главная Архивные документы
Исследования
КСЭ Лирика
Вернуться
В.Н. Мехедов, О РАДИОАКТИВНОСТИ ЗОЛЫ ...
Lerman J.C., Mook W.G., Vogel J.C. Effect of the Tunguska meteor and sunspots on radiocarbon in tree ring
Каталог
В.Н.Мехедов, О РАДИОАКТИВНОСТИ ЗОЛЫ ДЕРЕВЬЕВ В РАЙОНЕ ТУНГУССКОЙ КАТАСТРОФЫ
Препринт Объединенного института ядерных исследований.
Дубна, 6-3311, 1967.
Карта сайта Версия для печати
Тунгусский феномен » Исследования » Библиография » 1960-69 » 1967 » В.Н. Мехедов, О РАДИОАКТИВНОСТИ ЗОЛЫ ...

Мехедов В.Н. 6-3311

О радиоактивности золы деревьев в районе тунгусской катастрофы

Измерен общий уровень радиоактивности золы деревьев из района катастрофы на счетчиках с тонким окном и проточном 4 -счетчике. Обнаружена специфическая радиоактивность, появившаяся после 1908 г. Установлены некоторые отличия этого вида излучения. Выполненные измерения подтверждают результаты послойных измерений А.В. Золотова в 1959-60 г.г. и не противоречат гипотезе аннигиляционного взрыва антивещества.

Препринт Объединенного института ядерных исследований.
Дубна, 1967.

 

Введение

Несмотря на интенсивную исследовательскую работу вопрос о причинах тунгусской катастрофы 1908 г. до сих пор остается открытым. Обнаруженный в тайге радиальный повал леса (в некоторых направлениях на расстоянии до 30 км от центра) принято объяснять взрывом с выделением энергии от 0,8 до10-1023 эрг, что эквивалентно взрыву примерно 2,0-23 мегатонн тротила [1,2].

Возникновение при взрыве микробарографической волны в атмосфере, записанной несколькими станциями мира, требует, чтобы эта энергия выделялась почти мгно­венно, как при взрывах ядерных или термоядерных бомб. Между тем прямых доказательств такого взрыва, а именно - радиоактивных продуктов до сих пор не обнаружено [2], за исключением некоторых данных, приведенных в работах А.В.Золотова [4] и Либби [6], которые, впрочем, оспариваются.

Если исходить из тротилового эквивалента, то подобные энерговыделения могут быть получены только в термоядерном, либо аннигиляционном взрыве антивещества [3,5,6]. Обычный ядерный взрыв не обеспечивает подобных энерго­выделений [6], поэтому гипотезу об аварии космического корабля с ядерным ре­актором на борту, по-видимому, можно исключить как нереальную. В свете аргументов, приводимых в работе [7] , гипотеза термоядерного взрыва тоже пред­ставляется маловероятной. В случае же аннигиляционного взрыва к настоящему времени сохранятся лишь следующие радиоактивные изотопы: Na22, Al26,Cl36, Ar39,Ca41, Ti44 , Mn53, Ni59 и т.д.

Часть из них являются нейтронодефицитными, часть-нейтроноизбыточными ядрами и получаются они в результате реакций расщеплений на элементах Si, К, Сa, Ar, Fe и др. под действием пучков -квантов, достигающих по­верхности Земли или пучков , -мезонов, пронизывающих слои воздуха. В связи с зараженностью Земли продуктами испытаний ядерного оружия и из-за существования естественно радиоактивных элементов очевидно однозначное до­казательство той или иной ядерной гипотезы может быть получено только пу­тем .радиохимического анализа. В настоящей заметке мы хотели обратить внима­ние на то, что выполненные нами недавно измерения общей радиоактивности зо­лы деревьев из района события, как и недавно опубликованные работы А.В.Золотова [3,8], не подтверждают метеоритную гипотезу и дают некоторые указания в пользу гипотезы аннигиляционного взрыва. Измерения проводились с об­разцами золы, приготовленными и любезно предоставленными автору А.В.Зо­лотовым, и преследовали цель получить исходную информацию, необходимую для выбора типа радиохимического анализа.

Метод измерений

Измерялись общий уровень -активности золы от различных годовых слоев деревьев, а также -спектры некоторых образцов. Особенно тщатель­но сравнивались результаты измерений образцов золы до и после 1008 г. на пред­мет обнаружения в наружных слоях новых источников , -излучения в том числе у деревьев, засохших до начала испытаний ядерного оружия - так назы­ваемых "сухар". Измерения -активности проводились на торцевых счетчиках Гейгера со слюдяными окошками толщиной 1,5 - 2,5 (БФЛ) и 5,0 мгр/см2 (МСТ-17), ци­линдрическом с алюминиевыми стенками толщиной 0,1 мм (АС-1) и безокошечном проточном метановом 4 -счетчике. Наиболее надежные дан­ные получены , когда измерения выполнялись на счетчиках, помещенных в спе­циальную защиту с кольцом антисовпадений для уменьшения собственного фона детектора.

Пробы золы весом 0,5 (иногда до 1 г) насыпались в алюминиевые ча­шечки диаметром 18, высотой 5 мм и толщиной стенки 0,3-0,4 мм. Верхняя часть пробы была открыта. Расстояние между образцом и окном счётчика было минимальным.

Для 4 -счетчика прессовались "таблетки" диаметром около 17 мм, кото­рые содержали 0,1 г золы и были заклеены с обеих сторон алюминиевой фоль­гой толщиной 5 микрон. В большинстве -измерений набиралась статистика от 1000 до 6000 имп. и только в отдельных случаях ограничивались накоплени­ем не менее 400 имп. Приводимые ниже величины большей частью являются средними из нескольких определений, а погрешности - среднеквадратичными ошибками. Наблюдения -спектров проводились в интервале энергий -кван­тов от 0,2 до 2,6 Мэв на одноканальном (АЗ-1) или 128 канальном -спек­трометрах. Использовалась вся имевшаяся зола (около 10 г), которой обора­чивали кристалл Na J , ссыпав ее предварительно в пакет из бумаги или алюми­ниевой фольги. Экспозиция составляла 60 мин. Тщательно измерялся фон -спектрометра.

Результаты измерений

Все препараты золы обладают слабыми уровнями радиоактивности. Рас­пределение её по годовым слоям у деревьев вблизи от места катастрофы соглас­но измерениям на торцевых и на проточном 4 -счётчиках, характеризуется на­личием двух ступенек. Некоторые гистограммы распределений приведены на рис. 1. Первая ступенька по времени соответствует 1908 г. (мы обозначили её А), а вторая - примерно 1945 г. У деревьев, засохших до начала испы­таний ядерного оружия (гистограммы 1 и 2 на верхней половине рис. 1), видна только первая ступенька, тогда как для деревьев, растущих вдали от места взрыва (гистограммы 5,6,7), первая ступенька почти не проявляется и видна вторая.

Максимальные количества отсчётов детектора наблюдаются у проб после 1945 г. На счетчике БФЛ в этом участке регистрируется около 50 /3 -частиц/мин.г независимо от места расположения деревьев. Эта активность превыша­ет естественный фон счётчика БФЛ только в 2-3 раза. Уровни активностей внутренних слоев значительно ниже и составляют в лучшем случае около 70% от уровня фона детектора. Условия измерений на 4-счётчике были менее напряженными, так как здесь минимальные регистрируемые активности превы­шали фон детектора почти в 10 раз.

Измерения -спектров показали, что кроме пика E = 1,5 Мэв ника­ких других чётко видимых -линий не обнаруживается. Пик с энергией 1,5 Мэв принадлежит К40.

Как и ожидалось, в золе деревьев обнаруживается постоянный фон , -излучений, обязанный своим происхождением К40 и другим естественно-радиоактивным продуктам, распространенным в растительном мире. Уровень этого фона меняется в 2-3 раза от дерева к дереву или в пределах одного дерева и может, как расти, так и уменьшаться при переходе к наружным слоям. Колебания фона , по-видимому, объясняются условиями произрастания деревьев на различных почвах, а также неодинаковым отложением естественных радио­активных продуктов в разные периоды. Тем не менее, почти во всех случаях вблизи от места взрыва наблюдается заметное увеличение радиоактивности после 1908 г. Тот факт, что видна именно ступенька, а не "всплеск", и повыше­ние уровня радиоактивности сохраняется в более поздних годовых слоях, на наш взгляд, говорит о том, что резервуар образованной радиоактивности нахо­дится в почве и поступление её в деревья, по-видимому, продолжается до на­стоящего времени. Вторая ступенька имеет тривиальное происхождение и выз­вана отложениями современных радиоактивных осадков от испытаний ядерного оружия. В дальнейшем проводились контрольные измерения в области первой и второй ступенек с целью проверки приводимых данных. В частности, особое внимание обращалось на получение доказательств того, что появление ступеньки А не связано с повышенным отложением К вследствие пожара, имевшего место в тайге после взрыва [2], либо смещения современных осадков по­перек годовых слоев.

Два образца золы от дерева, засохшего до начала испытаний ядерного оружия (в 1940 г.), а именно: пробы 2014 и 2015 измерялись на различных ти­пах счётчиков, чтобы установить, хотя бы качественно, различие в составе испус­каемых излучений. Результаты измерений приведены в табл. 1. Мы видим, что повышенный уровень активности золы слоев после 1908 г. отмечается на всех использованных детекторах. Повышение активности невелико, в лучшем случае оно достигает 60-80% от уровня "фона", а согласно измерениям на 4-счетчике превосходит фон не более чем в 2 раза. Величина скачка А (отношение активности проб 2015 и 2014) уменьшается как с увеличением толщины окошка детектора, так и при неодинаковой толщине слоев. Такой результат можно понять, если предположить, что в пробе 2015 (после 1908 г.) содержится какой-то мягкий -излучатель, энергия которого меньше энергии -частиц К40 (у K40 Е = 1,33 Мэв).

Была сделана попытка выявить различие в составе испускаемого излучения указанных проб по поглощению в алюминии. С этой целью снимались кривые поглощения в А1 для проб золы весом 0,5 гр, когда счётчик БФЛ был уста­новлен в низкофоновой установке (фон детектора 11 имп/мин). Результаты из­мерений приведены на рис. 2. Хотя ошибки измерений велики, из рис. 2 видно, что в ходе кривых поглощения этих двух образцов имеется качественное раз­личие, а именно: начальный участок пробы 2015 спадает более резко. Оценки энергии -частиц дают значения 1,3 Мэв (проба 2014) и 1,3 и 0,6 Мэв (проба 2015). При этом площади под кривыми поглощения жесткой компоненты у обоих образцов примерно одинаковы, а доля мягкой компоненты составляет ~ 20% площади жесткой группы.

Некоторое различие получено также при измерении на счётчиках БФЛ и МСТ-17 зависимостей кривых самопоглощения для проб 2014, 2015 и 2070. За­висимости самопоглощения снимались путем измерения числа отсчётов для раз­ных количеств золы. Результаты измерений приведены на рис. 3. На этом ри­сунке прямыми линиями проведена усредненная зависимость. Прямые проводи­лись таким образом, чтобы точки отстояли от нее примерно одинаково по обе стороны. Для всех трех образцов мы видим различные зависимости. Для пробы 2 014 наблюдается наиболее слабое уменьшение числа отсчётов с увеличением навески золы. Это естественно, поскольку, как мы уже отмечали, основным источником -частиц в глубоких слоях является К .

После 1908 г. (про­ба 2015) имеет место более крутое падение, чем у пробы 2014, что может объясняться примесью мягкого -излучения. Самое сильное снижение видно в пробе 2070, взятой совсем от другого дерева и содержащей современные осадки. Резкое ослабление испускаемого излучения в последней пробе обуслав­ливается тем фактом, что подавляющая часть продуктов современных осадков испускает мягкие Э -частицы [9]. Аналогичные измерения проб 2014 и 2015 на счётчике с более толстым окошком (МСТ-17) показывают меньшие различия в наклоне прямых (пунктир на рис. 3). Такой результат подтверждает предположение о наличии примеси мягкого излучения в слоях после 1908 г. Экстраполяция к нулевым толщинам проб 2014 и 2015 дает отношение активностей в ступеньке А в случае счётчика БФЛ, равное 1,6 + 2,0 в согласии с ре­зультатами измерений этих проб на счётчике 4 (см.таблицу 1). Между тем при использовании счётчика МСТ-17 получена заметно меньшая величина скач­ка (1,2 + 1,3).

На рис. 4 показаны величины отношений в ступеньке А в зависимости от расстояния от эпицентра взрыва. Для того, чтобы исключить влияние флук­туации "фона" естественной радиоактивности приводятся усредненные значения скачка по нескольким пробам как до, так и после 1908 г. Уровни активностей годовых слоев непосредственно перед 1945 г. и после этого года вообще от­брасывались при усреднении. Усреднение по годовым слоям большей частью немного снижает величину скачка, но общая тенденция сохраняется. Например, по сравнению с величинами для дерева № 442, приведенными в таблице 1, ус­реднение данных БФЛ в пределах годовых слоев 1740-1940 г.г. дает отношение равное 1,58 +0,1. В подобной же процедуре для данных 4-счётчика получа­ем 1,63 (+0.15, -0.13). Для двух других засохших деревьев вблизи от центра катастрофы усреднение данных БФЛ дает 1,51 (+0.16, -0.15) и 1,16 (+0.2, -0.16), тогда как при усреднении результатов 4 -счётчика получаем 1,60 (+0.2, -0.16), и 1,35 (+0.21, -0.17), соответственно.

Из рис. 4 видно, что большинство значений отношения A у деревьев из района катастрофы близко к 1,5, а по мере удаления на большие расстояния оно в общем уменьшается и приближается к единице. Среднее значение для деревьев вблизи эпицентра равно А = 1,49 0,063, а для деревьев на рассто­янии 60-105 км получаем А = 1,20 0,08, т.е. различие выходит за пределы ошибок. По-видимому, различие в величинах отношения А у деревьев, спи­ленных в населенных пунктах Муторай, Стрелка (расстояние 90 и 100 км), по сравнению со значениями для деревьев из Вановары, Оскобы и Кежмы (рассто­яние 65, 105 и 220 км) имеет реальные причины, а не есть следствие флуктуации, так как первые населенные пункты расположены к северу от места катастро­фы, где тело не пролетало. Вторые населенные пункты лежат к югу, т.е. со сто­роны подлета тунгусского тела. Вероятно, в будущем имеет смысл провести подобные более детальные измерения для уточнения вопроса о траектории движения тела перед взрывом.

Обсуждение результатов

Выполненные измерения показывают, что повышение уровня радиоактив­ности слоев после 1908 г. наблюдается как у растущих, так и у засохших де­ревьев. Это обстоятельство можно рассматривать в качестве подтверждения мысли о том, что появление первой ступеньки не связано со смещением радио­активности от современных осадков поперек слоев при жизни дерева. Такое смещение радиоактивности, если и существует в действительности, то невелико. Наши результаты полностью подтверждают данные послойных измерений А.В.Золотова [4], но не согласуются с данными измерений томских исследователей [10,11]. Расхождение результатов, по нашему мнению, может быть вызвано тем, что авторы [10,11] использовали детекторы с толстыми стенками и окошками, либо применяли специальные прокладки, в которых почти целиком поглотилась мягкая компонента излучения золы. Следует отметить, что авторами [10] приводятся сведения о повышенной радиоактивности в районе катастрофы у неко­торых типов растений и торфа, однако, детально этот факт не анализируется.

Относительно источника специфической радиоактивности, появление которой, как мы думаем, связано с катастрофой 1908 г., сейчас можно сделать только качественные суждения. Трудности обнаружения излучения (отсутствие у -лу­чей, сильное поглощение излучения в окошке счётчика, самой мишени, либо в алюминиевом поглотителе) показывают, что среди перечисленных в начале статьи изотопов такими характеристиками обладают -излучатели С! и 3 9 4^5359 Аг либо ядра, претерпевающие К -захват Са , Mn , Ni и т.д. Можно сказать вполне уверенно, что это никак не К , испускающий до­статочно жесткие -кванты и J3 -частицы. Учитывая полученное значение энергии -частиц и потребность в тех или иных элементах для жизнедеятель­ности дерева, следует считать, что, по-видимому, интересующим нас продук­том является Cl e (3,08 10 лет ^б= 0,714 Мэв), который получается из хлора,калия и кальция в почве в результате реакций расщеплений на -кван­тах больших энергий. Как известно, реакции под действием -квантов характеризуются слабыми уровнями радиоактивности. Именно такая ситуация и наблюдается в нашем случае. Поскольку в науке неизвестны случаи обра­зования радиоактивности во внешней среде при падении метеоритов, наши изме­рения отвергают метеоритную гипотезу. Таким образом, если радиохимический

Обсуждение результатов Выполненные измерения показывают, что повышение уровня радиоактив­ности слоев после 1908 г. наблюдается как у растущих, так и у засохших де­ревьев. Это обстоятельство можно рассматривать в качестве подтверждения мысли о том, что появление первой ступеньки не связано со смещением радио­активности от современных осадков поперек слоев при жизни дерева. Такое смещение радиоактивности, если и существует в действительности, то невелико. Наши результаты полностью подтверждают данные послойных измерений А.В.Золотова [4], но не согласуются с данными измерений томских исследователей [10,11]. Расхождение результатов, по нашему мнению, может быть вызвано тем, что авторы [10,11]использовали детекторы с толстыми стенками и окошками, либо применяли специальные прокладки, в которых почти целиком поглотилась мягкая компонента излучения золы. Следует отметить, что авторами [10] приводятся сведения о повышенной радиоактивности в районе катастрофы у неко­торых типов растений и торфа, однако, детально этот факт не анализируется.

Относительно источника специфической радиоактивности, появление которой, как мы думаем, связано с катастрофой 1908 г., сейчас можно сделать только качественные суждения. Трудности обнаружения излучения (отсутствие -лу­чей, сильное поглощение излучения в окошке счётчика, самой мишени, либо в алюминиевом поглотителе) показывают, что среди перечисленных в начале статьи изотопов такими характеристиками обладают -излучатели Сl36 и Аr39 либо ядра, претерпевающие К -захват Са41, Mn53, Ni59 и т.д.

Можно сказать вполне уверенно, что это никак не К40 , испускающий до­статочно жесткие -кванты и -частицы. Учитывая полученное значение энергии -частиц и потребность в тех или иных элементах для жизнедеятель­ности дерева, следует считать, что, по-видимому, интересующим нас продук­том является Cl36 (3,08*105 лет E= 0,714 Мэв), который получается из хлора, калия и кальция в почве в результате реакций расщеплений на у-кван­тах больших энергий. Как известно, реакции под действием -квантов ха­рактеризуются слабыми уровнями радиоактивности. Именно такая ситуация и наблюдается в нашем случае. Поскольку в науке неизвестны случаи обра­зования радиоактивности во внешней среде при падении метеоритов, наши изме­рения отвергают метеоритную гипотезу. Таким образом, если радиохимический анализ подтвердит высказанное предположение об источнике радиоактивности, мы получим однозначное доказательство аннигиляционного взрыва. Последнее либо доказывает высказанную Б.П.Константиновым с сотрудниками гипотезу о существовании антиматерии во Вселенной [12] , что само по себе интересно, либо предпо­ложение об участии разумного конструктора в создании тунгусского тела. Другими словами, мы снова (как бы фантастично это ни выглядело) возвращаемся к предполо­жению о том, что Тунгусская катастрофа вызвана аварией космического корабля, топливом для двигателя которого служило антивещество [13]. В пользу такой точки зрения говорят трудности при объяснении эффектов прохождения куска антивещества через атмосферу [14,15], показания отдельных очевидцев полета тела [16,17], замечание Ф.Ю.Зигеля [117] о своеобразном 'маневре" тела незадолго до взрыва, а также новейшие данные А.В.Золотова об энергии баллистической волны, скорости и размерах тела [3,8].

Пользуюсь возможностью высказать свою благодарность А.В.Золотову за предоставление образцов золы, Б.В.Курчатову за помощь в работе и ценные со­веты и Л.П.Москалевой за предоставление счётчиков БФЛ.

Литература
1. А.В.Золотов. ДАН, 136, 84, 1961.
2. Проблема Тунгусского метеорита. Сб.статей ИТУ, Томск, 1963.
3. А.В.Золотов. ДАН, 172, 1049, 1967 г.
4. А.В.Золотов. ДАН, 140, 103, 1961 г.
5. P.J.Wyatt, Nature 181, 1194, 1958.
6. C.Cowan,C.R.Atlury, W.P.Libby Nature 206, 861, 1965.
7. R.V.Gentry Nature 211, 1071, 1966.
8. А.В.Золотов, ДАН, 172, 807, 1967.
9. 'Радиоактивные частицы в атмосфере". Сб.статей, М., 1963.
10. Л.В.Кириченко, М.П.Гречушкина. "О радиоактивности почвы и растений в рай­оне падения тунгусского метеорита". Сб."Проблемы Тунгусского метеорита", стр. 139, ИТУ Томск, 1963.
11. Ю.М.Емельянов. "Радиофотографическое исследование срезов деревьев из рай­она падения тунгусского метеорита . Там же стр. 153, ИТУ, Томск, 1963 г.
12. Б.П.Константинов, М.М.Бредов, А.И.Беляевский, И.А.Соколов. Космические исследования, 4, 66, 1966.
13. Н.А.Власов. "Антивещество", Атомиздат, М., 1966.
14. M.Nauenberg, M.A..Ruderman Phys.Lett. 22, 512, 1966.
15. "Земля и Вселенная", № 3, 77, 1966.
16. Е.Л.Кринов. "Тунгусский метеорит", М-Л, 1949.
17. Ф.Ю.Зигель "Жизнь в космосе", Н-Т, Минск, 1966. г.

Рукопись поступила в издательский отдел 28 апреля 1967 года.

© Томский научный центр СО РАН
Государственный архив Томской области
Институт систем информатики СО РАН
грант РГНФ №05-03-12324в
Главная | Архивные документы | Исследования | КСЭ | Лирика | Ссылки | Новости | Карта сайта | Паспорт