Характеристика линейной молнии
Попробуем дать некоторую, конечно же, поверхностную характеристику молний, по крайней мере, их наиболее ярких и распространенных представителей - молний линейных.
Линейная молния - характеризуется силой тока в сотни тысяч (до миллиона) ампер. Характерные параметры канала при пробое воздуха составляют десятки тысяч ампер на квадратный сантиметр. Энергия, выделяемая при ударе молнии, достигает многих миллиардов Джоулей. Температура в шнуре составляет по разным источникам от 10 до 30 и даже до 50 тысяч градусов. Напряженность собственного магнитного поля молнии оценивается в десятки тысяч Эрстед. При этом давление на поверхности плазменного канала, оказываемое собственным магнитным полем тока молнии, достигает сотен миллионов ньютон на метр. Длительность процесса по наблюдениям варьируется от 0,01 до 0,7 секунды. За это время в образовавшемся канале "пролетает" от одного до нескольких десятков отдельных зарядов - элементарных молний, сливающихся для наблюдателя в одно слепящее, грохочущее и очень опасное чудо.
В предгрозовых условиях между поверхностью Земли и облаками возникает огромное напряжение. Напряженность электрического поля под грозовым облаком близко к пробивному - порядка 30 кВ на метр высоты. В таких условиях для образования молнии бывает достаточно появления незначительных добавочных возмущающих факторов. Канал для молний пробивают так называемые лидеры - скопления ионизированных частиц, движущихся к Земле и излучающие в ультрафиолетовом диапазоне. За счет коронного разряда и фотоионизации воздуха, проводимой на расстоянии, лидеры распространяются с интегральными скоростями порядка тысячи километров в секунду. Однако токопроводящий канал создается не мгновенно, а через большое количество незначительных (порядка 5 - 10 метров) перемещений. После того, как путь между обкладками конденсатора "Облако - Земля", пройден лидером, его повторяет линейная молния.
Защита от удара молнии
Защита от удара молнии не сводится к установке молниеотвода. Напряженность магнитного поля при близком ударе молнии настолько велика, что во всех протяженных металлических предметах наводятся электромагнитные поля величиной порядка 10 кВ на метр длины. Таким образом, защищаемый объект все равно должен быть надежно экранирован. Защитные возможности стержневого молниеотвода упрощенно можно определить, если мысленно набросить на его вершину условную ткань. Опускаясь до поверхности земли, она образует некий шатер, внутри которого сооружение могут считаться защищенными. Таким образом, объем защищаемого пространства является функцией высоты молниеотвода.
Молния порождает нейтроны
Индийские исследователи из Кашмирского атомного центра показали, что при ударе молнии образуются нейтроны. В Гималаях, на высоте 2743 метра над уровнем моря, три года проработал детектор нейтронов, включавшийся, когда чувствительная аппаратура регистрировала поблизости удар молнии. За это время было отмечено более одиннадцати тысяч ударов, и при 124 из них детектор обнаружил появление нейтронов. Откуда они берутся, пока не совсем ясно, но предполагают, что при высокой температуре, развивающейся в канале разряда, может происходить реакция ядерного синтеза. Сливаются два ядра тяжёлого водорода – дейтерия, который в небольших количествах присутствует всюду, где есть обычный водород, например, в воде. При этой реакции должно возникать ядро гелия-3 и один нейтрон. Человечество потребляет для своих нужд громадное количество энергии, и потребности в ней пока увеличиваются вдвое каждые 25 лет. За девяносто лет, прошедших с начала века, энергопотребление выросло более чем в 12 раз. Соответственно выросла и добыча энергетических ресурсов - угля, нефти, природного газа, гидроэлектроэнергии. Появилась атомная энергетика, но главное место в общем, балансе по-прежнему занимают нефть, природный газ и уголь, имеющие, примерно, равное значение. Гидроэнергетика дает не более 20- 25% от каждого из них, вклад ядерной энергетики сегодня немного превышает вклад гидроэнергетики. И все эти виды энергии экологически не чисты и ограничены в своих возможностях.