雷雲は「天然の粒子加速器」：航空機乗客に被害が及ぶほど強力な可能性も
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カリフォルニア州サンフランシスコ発――電磁スペクトルの中で最も活発な粒子が、民間航空機の乗客に害を及ぼす可能性がある。
最近の宇宙衛星の観測によって、雷雨によってガンマ線が発生し得ることが確認されているが、12月15日(米国時間)から始まった米国地球物理学連合(AGU)の年次会合で発表された新しい研究報告によると、そのガンマ線は、放射線障害を引き起こすほど強い可能性もあるという。
フロリダ工科大学の物理学者で、今回の研究報告の主執筆者であるJoseph Dwyer氏は、次のように述べている。「われわれが観察するあらゆる場所において、雷雨や稲妻からX線やガンマ線が放射されるのが確認されている。雷から放射されるガンマ線は非常に強く、600キロメートル離れた地点から測定可能なうえ、観測衛星の視界が失われるほど強力だ」
光の速度と非常に近い、「超相対論的速度」と物理学者が呼ぶ速さで飛来する粒子を確認したことは、物理学者たちに衝撃を与えた。これまでガンマ線は、超新星のような、宇宙において極めて特殊な環境だけに関連するものと考えられていたからだ。科学者らは現在、地球ガンマ線の放射は1日あたり50回程度発生していると考えている。
Dwyer氏の研究チームや米国の他の研究者らは、観測衛星に到達するガンマ線の数を測定している。これにより、雷雨で何個の粒子が生成されたのかを概算することが可能になっている。
これらの高エネルギー粒子は、航空機が定期的に飛行している高度での雷雨によって生成され得ることが分かっている。飛行機は通常は雷雲を回避するが、雷雲が予期せぬ場所にあったり、あるいは回避できない場合もあり、飛行時間3000時間につき1回程度の割合で稲妻に打たれる。Dwyer氏はこうした状況を懸念している。
一方でまだはっきりしないのは、ガンマ線の発生源がどの程度の範囲にあり、どのくらい凝縮されているのかということだ。もしこれが、直径数百メートル程度の大きなものだとすれば、航空機の乗客にとってはおそらく安全だろう。だが、ガンマ線が狭い空間で生成されるとしたら、1ミリ秒あたりの放射線量は、政府が安全だと考える量の何倍にも達する可能性がある。
「ガンマ線の発生源がもう少し小さければ――それがもっと小さいはずだと主張できる論拠もいくつかある――、厚さ4分の1インチ[約6ミリ]のアルミニウムの壁を通じて飛行機の乗客に照射される放射線量は、懸念されるレベルにまで達するだろう」
[ガンマ線の遮蔽には鉛、鉄、コンクリートなどが使われる。遮蔽能力が最も高いのは鉛だが、それでも遮蔽には約10cmの厚さを要する。電離作用により、DNAを傷つけることによる発がん作用などがある。致死線量は6グレイ前後]
Dwyer氏のデータは、ガンマ線の発生源が直径100メートルよりも狭くなると、深刻な放射線障害や、さらには死を招くレベルにまで、放射線照射量が急増することを示している。
Dwyer氏は、地球ガンマ線に関する新興研究分野のリーダー的存在で、稲妻の作用に関する科学者らの理論の精度を高めてきた。同氏の研究チームは2003年、特別なロケットを雲に打ち上げて稲妻を誘発する実験において、ガンマ線放射を偶然発生させた。
[理化学研究所と東京大学の研究チームは2007年、柏崎刈羽原子力発電所構内の建物屋上に観測装置を設置。雷雲から放射されたガンマ線によって、落雷の70秒ほど前より、40秒間にわたる放射線量の増加があったという現象を観測した。このガンマ線は、雷雲中のマイナスの電気を帯びた電子が、雷雲の下部にあるプラスの電気の層に引き寄せられ、ほぼ光の速さにまで加速し、制動放射というメカニズムで発生するとされ、雷雲は「天然の粒子加速器」だと解説している。このときの放射線量は、1回の胸部X線で浴びる放射線量の2億分の1]
