Обычной молнией человека удивить сложно, это хотя и грозное, но довольно привычное явление природы. Практически каждому человеку, изучавшему школьную физику известно, что молнии представляют собой обычные электрические разряды. В них переносчиками электрического заряда между облаком и землей, или между облаками, являются электроны с относительно небольшой скоростью.
Что из себя представляют «тёмные молнии»
Освоение околоземного пространства привело к появлению непонятных сбоев в работе датчиков спутников, находящихся на относительно невысоких орбитах. При этом в грозовых облаках фиксировалась вспышка гамма-излучения.
Поначалу эти сбои пытались объяснить аннигиляцией частиц антиматерии, появлявшихся в результате обычного грозового разряда. Фиксироваться странные вспышки начали в 90-х годах, примерно два десятилетия ушло на сбор и анализ данных. В 2000-х годах ученые пришли к выводу, что существует новый вид разрядов атмосферного электричества, который получил название «темная молния».
Своим названием «темные молнии» обязаны тем, что при разряде дают очень малое количество излучения в спектре, видимом человеческим глазом. Заметить в облачном слое подобный электрический разряд практически невозможно, длится он от 0,2 до 3,5 мс и порождается частицами с энергией до 20 МэВ. Перенос энергии в этом случае осуществляется высокоскоростными релятивистскими электронами, скорость их движения приближается к световой.
Вспышки радиации, поражавшие чувствительную аппаратуру искусственных спутников Земли, появлялись вследствие столкновений высокоскоростных электронов с молекулами атмосферных газов. Вспышка гамма-излучения в свою очередь генерируют электроны и позитроны, последние аннигилируют с обычной материей атмосферы, что приводит к новой вспышке гамма-излучения. Новые гамма-кванты фиксируются аппаратурой и влияют на работу аппаратуры спутников. Дальше следует новое появление электронно-позитронных пар, и снова аннигиляция и процесс продолжается. Радует то, что это процесс затухающий.
Подобный механизм снижения напряжения внутри облаков действует гораздо эффективнее обычных молний, но и возникают «темные молнии» во много раз реже обычных. Оценить точнее частоту темных молний крайне сложно, но считается, что их число относится к обычным как 1:1000.
Насколько опасны «тёмные молнии»
Разумеется, ученых заинтересовало, а какое количество радиации может получить человек, рядом с которым произошла вспышка гамма-излучения, порожденная разрядом темной молнии. Назвать праздным подобный вопрос нельзя, поскольку чаще всего темные молнии появляются на высотах полета авиалайнеров.
Расчеты показывают, что на высоте 12 км при подобной вспышке радиации можно получить дозу сравнимую с десятком снимков во время обычной флюорографии. Эта примерно та доза, которую человек получает от естественного фона за год жизни.
Однако в данной ситуации следует учесть, что максимума гамма-излучение от темных молний достигает на высоте примерно 4800-5000 м над землей. На этих высотах интенсивность радиации раз в 10 больше, чем на высоте 12 км. Здесь человек подвергшийся воздействию последствий темной молнии получает дозу радиации, сравнимую с дозой при полном компьютерном томографическом обследовании организма.
Сравнить полученное воздействие можно с 10-летним облучением естественным фоном. Для нарушения жизненных функций организма такая доза полученной радиации недостаточна, но здоровья не прибавит точно.