新型激光避雷針  對抗致命閃電 

編譯/高晟鈞

閃電是一種極端的惡劣氣候,當氣流擾動或有熱帶氣旋時,便容易形成。閃電簡單來說,就是一種巨型的大氣放電現象,是由積雨雲中的負電荷與地面的感應正電荷形成一巨大電位差,進而形成一道巨型電流;也就是我們所看到的閃電。

閃電每年平均造成多達24,000人死亡,並且會造成像是電網系統癱瘓、森林大火等災情;目前,由班傑明·富蘭克林發明的避雷針,仍是最古老,卻最有效的保護方式。然而,這些避雷針具有相當大的侷限性;例如,傳統避雷針長度較短,且它的作用面積僅限於與避雷針長度相同的半徑距離,不適合用作像是機場、發電站或核電站等容易受閃電影響的大型地點。

這種新的激光避雷針(LLR),通過向天空發射一道高功率的激光,光束內會產生非常強的光絲,這些細絲會使空氣中的氮氣和氧氣分子游離,釋放出可以移動的自由電子,在雲中形成導電體,進而達到對閃電進行偏移的目示意圖:RF123

近期,由多個歐洲財團所開發的一項新激光避雷針,可以有效地偏轉閃電;這項研究被發布在Nature Photonics

這種新的激光避雷針(LLR),通過向天空發射一道高功率的激光,光束內會產生非常強的光絲,這些細絲會使空氣中的氮氣和氧氣分子游離,釋放出可以移動的自由電子,在雲中形成導電體,進而達到對閃電進行偏移的目的。透過一年的實驗數據收集,比較了使用LLR和閃電自然落下時的數據;他們發現,LLR可以比傳統避雷針增加多達60米的防護半徑,更重要的是,與一般印象中的激光器不同,鑒於LLR的激光束可以確實穿過雲層,即使在像是大霧中的惡劣環境下它也能正常工作。

該財團的下一步是提高激光器的作用高度,並延長避雷針至500公尺,以提供範圍更廣的避雷半徑。

資料來源:Phys.org

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