Nieuwsbrief
Nieuwe neutronenmonitor voor onderzoek en voorspellen van ruimteweer
Begin 2020 werd een nieuw instrument in gebruik genomen in het ‘Centre de Physique du Globe’ van het KMI in Dourbes. De neutronenmonitor meet op continue basis de intensiteit van kosmische straling die de atmosfeer van de aarde bereik. Dit nieuw instrument is een aanvulling op de neutronenmonitor die al sinds het begin van de jaren zestig in Dourbes wordt gebruikt.
De neutronenmonitor vormt, samen met de ionensonde en GNSS-ontvangers (LINK), de basis van de onderzoeksapparatuur voor ruimteweer. Deze apparatuur laat toe om het klimaat in de interplanetaire ruimte tussen de zon en de aarde, of zogenaamde ruimteweer, te bestuderen en te voorspellen.
De intensiteit van kosmische straling afkomstig uit verre delen van het heelal is constant, terwijl deze afkomstig van de zon dat niet is. De zonneactiviteit bepaalt in belangrijke mate het atmosferische klimaat en de omstandigheden van het ruimteweer.
Terwijl iedereen veranderingen in het weer aan het aardoppervlak kan voelen en waarnemen (koud, hitte, vochtigheid ...), is niemand in staat om iets te voelen wanneer het gaat om ruimteweer (behalve dan het observeren van het noorderlicht).
Waarom zijn wij eigenlijk geïnteresseerd in het ruimteweer? Zowel de atmosfeer als het magnetisch veld van onze planeet beschermen ons tegen ultraviolette straling en stromen van zeer energetische deeltjes die in de ruimte circuleren.
Het antwoord schuilt in al onze elektronische toestellen: computers, smartphones, GPS-navigatiesystemen, internet, enz... . Ze bestaan allemaal uit microchips en elektronische circuits die gevoelig zijn voor kosmische straling, hetgeen deze toestellen kan verstoren en defecten kan veroorzaken. Terwijl computers essentieel zijn om de veiligheid van het spoor- en luchtvervoer, verkeerslichten, industriële robots, energiecentrales, ... te garanderen.
Hoe werkt de neutronenmonitor?
Wanneer de kosmische straling afkomstig van de zon en voornamelijk van de ruimte onze atmosfeer bereikt, wordt een grote hoeveelheid secundaire deeltjes geproduceerd.
Hoewel neutronen alomtegenwoordig zijn vanwege de natuurlijke radioactiviteit, kan de neutronenmonitor een onderscheid maken in neutronen die door de kosmische straling werden geproduceerd. Een standaard neutronenmonitor bestaat uit 18 detectoren, die omgeven worden door lood om de invallende straling te versterken zodat er ongeveer 9 tot 10 keer meer neutronen in het instrument geproduceerd worden. Deze neutronen hebben bij inval echter een te hoge snelheid om gedetecteerd te worden, en dus moeten ze eerst (zoals in een kernreactor) vertraagd en geconditioneerd worden.
De waarnemingen van de intensiteit van neutronen op grondniveau kunnen ons op een directe en indirecte manier informatie geven over de toestand van de zon, omdat de periodiciteit van de zonneactiviteit kan worden afgeleid uit de metingen van de intensiteit van de kosmische straling.
Bovenop deze periodische variaties, detecteert de neutronenmonitor ook de zonnestormen, maar deze zijn echter van beperkt belang als we onze technologie willen beschermen. De kosmische straling is krachtig en snel – er onstaan complexe interacties in de ruimte rond de aarde. Een netwerk van neutronenmonitors kan deze zonnestormen echter tijdig voorspellen, wat helpt om de nodige maatregelen te treffen om kostbare schade of ongevallen te voorkomen. Het voorspellen van de risico's van zonnestormen is het hoofddoel van het onderzoek naar ruimteweer.
Het KMI heeft meerdere tientallen jaren ervaring in het monitoren van de intensiteit van kosmische straling en is ook één van de weinigen instituten ter wereld dat over een moderne neutronenmonitor beschikt. Op die manier kunnen we onze 55-jarige lange reeks van waarnemingen verderzetten in de toekomst.
