شبیه سازی برهمکنش های بین نوترون های تولید شده از سنگ های پیزوالکتریک و محیط اطراف در هنگام زلزله

بسیاری از مطالعات نشان داده اند که در هنگام زلزله، شکستگی سنگ های پیزوالکتریک مانند گرانیت باعث تابش ذرات اتمی/هسته ای به درون پوسته زمین می شود. با کمک یک کد شبیه سازی MCNPX، ما قبلا مقدار و انرژی ذرات اتمی/هسته ای ایجاد شده و برهمکنش های احتمالی بلوک های پیزوالکتریک تحت تنش را مطالعه کرده ایم. در این تحقیق، با استفاده از کد PACE۴، ما برهمکنش بین نوترون های ایجاد شده از سنگ های پیزوالکتریک تحت تنش و عناصر گرانیت به علاوه عناصر سیالات پرکننده شکستگی ها مانند آب، هوا، متان و CO۲ را جهت مطالعه سازوکار چنین واکنش هایی و یافتن عناصر جدیدی که ممکن است تولید شوند، شبیه سازی کردیم. نتایج نشان می دهد که واکنش های هسته ای مرکب مانند همجوشی/شکافت/پراکندگی غیرکشسان ممکن است رخ دهد که منجر به آزاد شدن انرژی از اعماق زمین در مناطق لرزه خیز می شود. علاوه بر این، فعل و انفعالات هسته ای مرکب ناشی از اثر پیزوالکتریک، می تواند برخی رادیوایزوتوپ ها و نیز عناصر پایدار مانند کربن (C)، اکسیژن (O)، هیدروژن (H) و نیتروژن (N) را در بافت سنگ گرانیتی یا داخل سیالات پرکننده شکست ایجاد کند و زنجیره حیات و/یا زنجیره هیدروکربنی (نفت و گاز) را در داخل پوسته زمین در مناطق لرزه خیز فعال کند. همچنین می تواند منجر به تولید گاز CO۲ شود. علاوه بر این، در این فرایند ممکن است عناصر جدیدی مانند Al، Mg و غیره نیز در بافت سنگ های گرانیتی تولید شوند. همچنین، ما دریافتیم که افزایش مقدار ذرات هسته ای و عناصر پرتوزا در سطح، می تواند نشانه ای از یک زلزله درحال وقوع باشد. علاوه بر این، پدیده جذب نوترون(neutron capturing) ممکن است بین نوترون ها و هسته های هیدروژن آب زیرزمینی اتفاق بیفتد و باعث تولید دوتریوم شود. در نتیجه، افزایش مقدار دوتریوم پایدار در آب اطراف مناطق لرزه خیز می تواند یک پیش نشانگر زلزله باشد.

کلیدواژه ها:

PACE۴ ، تابش ذرات ، نوترون ، سنگ های گرانیتی ، پیزوالکتریک ، زلزله