Mapping radiation measurements of particle acceleration and high-energy atmospheric phenomena in winter thunderstorms

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H06006
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Enoto Teruaki 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (20748123)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 雷 / 光核反応 / 中性子 / 陽電子 / シチズンサイエンス / 雷雲 / 高エネルギー大気物理学 / ガンマ線

Outline of Final Research Achievements

Winter thunderstorms along the Sea of Japan are famous for energetic lightning discharges. We have newly designed compact radiation detectors to observe the high-energy atmospheric phenomena from thunderstorms and lightning. We deployed them in the Ishikawa and Niigata prefectures in Japan, and successfully detected several gamma-ray radiation events from winter thunderclouds. Furthermore, we discovered photonuclear reactions triggered by lightning discharges in 2017.

Free Research Field

高エネルギー大気物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

金沢市の市街地などで、冬季雷雲の到来時には地上でも雷雲からのガンマ線が検出できることを明らかにし、かつ上空で光核反応が起きていることを明らかにした。今後、シチズンサイエンスの枠組みを取り入れることで新しい枠組みでの研究が展開できることを示しているとともに、自然放射線に関する私たちの理解が深まった。雷が光核反応を起こすことは、本研究で明らかになってきた身近な現象の新しい姿であることは強調したい。