Dubai, Verenigde Arabische Emiraten (CNN) – Met behulp van een grote en krachtige laser van een berg in Zwitserland slaagden wetenschappers erin een virtuele bliksemafleider op te zetten die erin slaagde het pad van blikseminslagen vanuit de lucht af te leiden.

Bliksembeveiligingstechnologie is niet veel veranderd sinds Ben Franklin in 1752 de bliksemafleider uitvond. De bliksemafleider van Franklin is het meest voorkomende bliksembeveiligingsapparaat en het is een elektrisch geleidende metalen elektrode, geplaatst op de daken van gebouwen, enz., die blikseminslagen opvangt en veilig naar de grond leidt.

Maar het beschermingsgebied dat door Franklin-bliksemafleiders wordt geboden, is evenredig met hun hoogte, met een bliksemafleider van 10 meter (32,8 ft) die een straal van 10 meter beschermt.

Omdat de hoogte van de bliksemafleider niet oneindig is, vormen grote gebieden zoals luchthavens, lanceerplatforms, elektriciteitscentrales, windmolenparken en kerncentrales een uitdaging.

Bliksem doodt ongeveer 24.000 mensen per jaar en kan stroomuitval, bosbranden en schade aan infrastructuur veroorzaken, volgens een gedetailleerde studie die maandag is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Photonics.

Wetenschappers besloten om te testen of een op de lucht gerichte laserstraal kon fungeren als een grote, bewegende virtuele bliksemafleider. Eerder onderzoek heeft het idee ondersteund dat laserpulsen het pad van blikseminslagen kunnen beïnvloeden, maar dit is alleen in het laboratorium gedaan.

De laser, zo groot als een grote auto, is geïnstalleerd in de buurt van een communicatietoren bovenop de berg Santis in het noordoosten van Zwitserland, waar de bliksem ongeveer 100 keer per jaar inslaat.

Onderzoekers activeerden de laser in de zomer van 2021 gedurende meer dan zes uur tijdens onweer tussen juni en september. En de Lightning Rod Laser, zoals het Europese consortium dat het heeft gemaakt het noemt, weert vier blikseminslagen af.

Credit: Martin Stollberg/TRUMPF

Hogesnelheidscamera’s legden deze inslagen vast en verdere waarnemingen werden gedaan met behulp van de hoogfrequente elektromagnetische golven die door de bliksem werden gegenereerd, evenals de röntgenstralen die bij de inslagen horen.

“Wanneer hoogenergetische laserpulsen in de atmosfeer worden uitgezonden, vormen zich extreem intense filamenten van licht in de straal”, zei co-auteur Jean-Pierre Wolfe, een professor in toegepaste natuurkunde aan de Universiteit van Genève, in een verklaring.

Deze filamenten ioniseren stikstof- en zuurstofmoleculen in de lucht, die vervolgens vrij bewegende elektronen vrijgeven. Deze geïoniseerde lucht, plasma genaamd, wordt elektrisch geleidend.

Actieve deeltjeslaserkanalen hielpen blikseminslagen langs een laserstraal te sturen die ongeveer 1000 pulsen per seconde kon afvuren.

De laserbliksemafleider weegt meer dan 3 ton, is 1,5 meter breed en 8 meter lang.

Het apparaat is getest op een hoogte van 2.502 meter (8.208 voet) bovenop de berg Santis en is ontworpen door TRUMPF Laser Science, gevestigd in München, Duitsland, om zelfs te werken onder barre weersomstandigheden, zoals de mist die vaak rond de top neerdaalt. van de berg. Berg.

        De bliksem volgde de laserstraal enkele tientallen meters voordat hij de toren bereikte (gemarkeerd in rood en wit)
Credit: Xavier Ravinet/UNIGE

Wanneer tijdens het experiment stormactiviteit rond de berg werd verwacht, werd het gebied afgesloten voor vliegverkeer.

Hoofdonderzoeksauteur Aurelien Howard, een onderzoeker bij het Laboratoire d’Optique Appliquée, zei in een verklaring: “Het doel was om te zien of er een verschil was met of zonder de laser. We vergeleken de gegevens die werden verzameld toen een laserontsteker werd geproduceerd op de top van de toren en toen de bliksem insloeg in de toren.” Normaal, regelmatig”. Het onderzoeksteam werkte ongeveer een jaar aan de analyse van de gegevens die tijdens het experiment werden verzameld.

Wolf voegde toe: “Beginnend met de eerste lasersluiter, ontdekten we dat de lading de straal ongeveer 60 meter kon volgen voordat hij de toren bereikte, wat betekent dat de laser de straal van het beschermende oppervlak vergroot van 120 meter (390 voet) tot 180 meter ( 590 voet).” .

Vervolgens probeert het onderzoeksteam het vermogen van de laser te vergroten door het bereik en het gebied dat het beschermt uit te breiden, in de hoop dat het op een dag kan worden gebruikt als een traditionele bliksemafleidervervanging over grote gebieden.

[colabot]

By admin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *