厉害了我的闪电！竟然能引发核反应！！

本周《自然》发表的一项研究Photonuclear reactions triggered by lightning discharge称，闪电能够引发一项大气核反应，并产生放射性同位素。

闪电引起的核反应。例如，闪电可以产生高能的伽马射线把14N原子核里的中子移除出去，从而产生不稳定的13N同位素。同位素再衰变成中微子、正电子和稳定的13C原子核。最后，正电子和大气分子中的电子湮灭产生一对有各自能量的伽马射线。

一般认为，闪电中伽马射线的能量可以导致大气中的光核反应，从而产生中子和正电子（电子对应的反物质）。然而，该反应并未有决定性的观测证据。

日本京都大学的Teruaki Enoto和同事用四台辐射探测器，在2017年2月6日发生在日本的一场雷暴中检测到中子和正电子信号。

根据他们的数据，作者提出闪电引发的一波伽马射线光子与大气核碰撞，并产生核反应。大气中的光核反应产生中子和不稳定的放射性同位素，并在衰变中产生正电子。

作者表明该发现使闪电成为已知地球上第二条可在宇宙射线互作后产生13C、14C和15N等同位素的自然通道。

借助这个新闻，顺手科普一下 14C测年原理！

在大气层上部，宇宙射线产生的中子与大气中的氮核发生核反应，生成天然14C，14C在几小时内最多几天快速地被氧化成二氧化碳(14CO2)，在大气同温层风作用下与原有的非放射性CO2充分混合后，扩散到整个地球大气层中，在植物光合作用和动物对食物中碳的吸收过程中天然14C就进入生物圈，大气层中CO2还通过与海水交换，14C溶解于海洋，这样水圈和生物圈中都含有宇宙辐射成因的14C。

生物在活着时由于新陈代谢作用使活着有机体内14C浓度与大气中的14C浓度保持大致平衡，如果一旦动物或植物死亡后，停止与外界交换，生物体中14C得不到新的补充，处于封闭状态，其体内原始14C浓度随着时间的推移按指数定律减少，根据样品现存的碳十四含量，推算生物死亡年龄，从而确定活动构造年龄 测年范围。