Аномальные вариации естественного нейтронного потока в сейсмически активной зоне

Остапенко Виталий Федорович, канд. физ.-мат. наук, СНС, ИС НАН РК, © Красноперов Владимир Анатольевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор, академик РАЕН, Университет Сулеймана Демиреля.

В сейсмической зоне близ Алматы (Казахстан) с 1996 года ведутся наблюдения за вариациями естественного нейтронного потока под землей на глубине порядка 40 м водного эквивалента. На протяжении часового интервала скорость счета нейтронов резко увеличивается по сравнению с фоном за счет спонтанного деления ядер урана и взаимодействия альфа-частиц естественных радионуклидов с ядрами атомов легких элементов, входящих в состав вещества земной коры и атмосферы. Это происходит накануне активизации сейсмических процессов, Возрастание интенсивности нейтронного потока чаще всего опережает их на время от 1часа до 10 суток. 70% ТАКИХ СОБЫТИЙ УКЛАДЫВАЕТСЯ ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ ДО 4СУТОК. Между скоростью счета нейтронов и энергетическим классом последующих землетрясений, эпицентры которых находились на удалении до 400 км., прослеживается линейная зависимость. Отмечаемые нами изменения нейтронного потока обусловлены, по нашему мнению, вариациями мю-мезонной компоненты космических лучей, связанными с изменением состояния межпланетного пространства (солнечный ветер), во время вспышек на Солнце. Энергия солнечного ветра, передаваясь Земле, приводит в действие спусковой механизм процесса возникновения землетрясений в тех местах, где для них уже подготовлены условия.

Нами с 1996 года проводятся непрерывные наблюдения за величиной естественного нейтронного потока (НП) в штольне вблизи Алматы (Казахстан) на высоте 1600 м над уровнем моря, а через год начаты аналогичные работы и на поверхности в том же районе. Замеры производятся с накоплением данных в течение часового интервала.

Обнаружено, что иногда величина НП на часовом интервале резко возрастает по сравнению с обычной. Статистическое распределение разбросов величины НП близко к нормальному, однако количество отклонений от среднего значения, превышающих его более чем на утроенную среднеквадратичную погрешность, выше в два с лишним раза теоретически ожидаемого из распределения Гаусса. Такие значения мы принимаем за аномальные. Очевидно, существует некий природный фактор, который обуславливает появление подобных аномалий.

Известно, что естественный нейтронный поток состоит из трех компонент. Во-первых, нейтроны образуются в результате взаимодействия космического излучения с атомными ядрами вещества атмосферы и земной коры. Во-вторых, свободные нейтроны выделяются при спонтанном делении ядер урана. Наконец, нейтроны могут образовываться в ядерных реакциях при взаимодействии альфа-частиц естественных радионуклидов с атомными ядрами легких элементов, входящими в состав атмосферы и земной коры.

Следовательно, изменение величины НП может вызываться либо вариациями интенсивности космических лучей, либо изменением концентрации урана и других радиоактивных элементов, испускающих альфа-частицы, в пространстве, прилегающем к месту расположения детектора нейтронов.

Обработка результатов измерений показала, что аномальные возрастания величины НП не удается объяснить дополнительным притоком радона - наиболее подвижного в природе радиоактивного элемента. Дело в том, что в штольне, плотно закрытой дверьми, отсутствует вентиляция воздуха, поэтому при дополнительном притоке радона аномалии НП должны были бы наблюдаться в течение времени, существенно превышающего часовой интервал, так как период полураспада радона составляет 3,8 суток.