Razele cosmice sunt particule încărcate care bombardează atmosfera Pământului din spațiul cosmic. Ce ne pot spune razele cosmice despre climă? Aceasta este o întrebare care până în prezent nu are un răspuns clar. Oamenii de știință s-au concentrat în special în a încerca explicarea diferitelor schimbări climatice ca efect al activităților umane, a distrugerii stratului de ozon și mult mai puțin în încercarea de a stabili o corelație a acestor efecte cu contribuții provenind din surse galactice și extragalactice. Experimentul „Cosmics Leaving Outdoor Droplets” (CLOUD) este un experiment desfășurat la CERN dedicat sa răspundă unor astfel de probleme.
Interiorul Pământului radiază căldură cu o rată de aproximativ 47 TW (terawatt) ceea ce reprezintă mai puțin de 0,1% din energia solară incidentă. O parte din această pierdere de căldură este explicată de căldura generată la dezintegrarea izotopilor radioactivi din interiorul Pământului. Cele mai importante elemente producătoare de căldură sunt uraniul (U), toriul (Th) și potasiul (K). Dezbaterea despre abundența lor pe Pământ este o cercetare care încă nu s-a încheiat.
Acest proiect are ca scop realizarea unei stații experimentale de monitorizare a radiației naturale și a parametrilor de mediu, cu participarea activă a elevilor de liceu. Stația va fi echipată cu detectori construiți de participanți pentru radiații alfa, beta și miuoni, inspirați din tehnologii utilizate la CERN. Activitatea vizează atât înțelegerea proceselor fizice asociate radiației cosmice și telurice, cât și identificarea surselor naturale și antropice de poluare radioactivă (ex. TENORM – deșeuri industriale cu conținut radioactiv ridicat).
Pe lângă dezvoltarea de competențe experimentale (construcția și calibrarea detectorilor, achiziția și interpretarea datelor), proiectul va familiariza elevii cu importanța monitorizării mediului înconjurător. Stația va înregistra, de asemenea, temperatura, umiditatea. Proiectul propune o abordare interdisciplinară care îmbină fizica particulelor, știința mediului și tehnologii din fizica detectorilor, cu scop educațional și aplicativ.
Activități teoretice:
- atomi, nuclee, particule elementare:
- introducere în conceptele de radioactivitate naturala și artificiala;
- prezentarea seriilor radioactive naturale și a surselor de radiații din mediul înconjurător;
- noțiuni despre interacția radiației cu materia;
- principii de detecție a radiațiilor (fotoni, alfa, beta și miuoni).
Activități practice
- construirea a trei detectori pentru particulele alfa, beta și miuoni;
- integrarea acestora într-o mini-stație de monitorizare a radioactivității mediului;
- testarea, etalonarea și validarea funcționării detectorilor;
- măsurarea parametrilor de mediu (temperatura, presiune, umiditate) și corelarea acestora cu nivelurile de radiație detectate;
- înregistrarea și analiza datelor colectate în vederea caracterizării fondului radioactiv.
