氡（Rn）是一种放射性稀有气体，是铀和镭等衰变的子体，寿命极短，最长寿的同位素Rn-222，半衰期也只有3.82d。氡气广泛分布在空气、水体和土壤之中，对人体健康有较大危害。当人吸入氡后，氡衰变产生的阿尔法粒子可对人的呼吸系统造成辐射损伤，引发肺癌等疾病。所以氡是环境监测的重点对象。此外，氡还可用于地质和水文调查以及地震预测等方面，因此对氡的监测和研究具有重要的应用和科学价值。全球许多机构及学者对氡的放射性活性（浓度）进行了长期测量。在这些测量中，一些学者发现氡的放射性存在一些异常，且具有一定的规律性，并对产生这种异常的驱动因素进行了探讨。
位于耶路撒冷的以色列地质调查局（GSI）实验室对密封容器中的氡活性进行了长期监测，积累了大量数据。美国物理学家Sturrock等分析了GSI实验室的测量数据，发现氡放射性活性在一年和一天的时间上表现出强烈的波动，这种振荡不能完全归结于环境影响，因为他们同时还观察到时间序列的其他许多周期性变化。经过深入研究，Sturrock等认为，放射性衰变数据振荡可归因于太阳活动或辐射，包括太阳中微子通量的波动，也就是说太阳中微子等影响了氡的衰变率，导致氡放射性异常。
Sturrock等人有关太阳中微子影响氡放射性衰变率的观点引起了一场争论。既有一些支持者，也引来了不少批评和质疑。最主要的质疑者是Pommé教授，他在研究GSI实验室的氡放射性测量数据时，也发现放射性测量值存在波动，但是他在对GSI实验室氡放射性测量数据与太阳中微子通量及当地环境（包括温度、湿度）进行对比、拟合后，发现氡放射性测量值的波动与太阳中微子通量波动完全不一致，而与当地的温度和空气湿度变化则相当一致。所以，Pommé教授认为，氡的放射性活性波动是由测量链引起的，特别是由所使用的测量电子设备的类型引起的。这些电子设备受环境温度、湿度影响，使得测量值出现波动。然而，温度和湿度如何影响仪器，Pommé教授只是猜测，并没有详细说明。事实上，另外一些物理学家，如Milián-Sánchez 等在明确排除仪器影响后，仍然记录到了放射性衰变测量值的波动，且他们发现，这种波动与地磁活动和宇宙射线活动具有相关性，而与相对湿度等没有关联。
针对上述问题，我国学者张国文等近日在英文期刊《Environment and Pollution》发表题为《Matter Effects in Atmospheric Neutrino Oscillations and Radon Anomalies》的文章，对氡放射性异常提出了新的解释。他们认为，大气中微子在穿越大气时，能够与大气物质形成共振（即MSW机制），该共振是一种典型的物理共振，对不稳定的脆弱原子具有较大破坏作用，能够激发大气中的氡等放射性核子进入激发态，增大它们的衰变概率。由于大气中微子与大气物质形成共振的条件是，大气中微子的能量与大气密度必须匹配。简单的说，就是大气中微子能量与大气密度的乘积近似等于常数（二者是反比关系）。所以，当大气温度下降和湿度增大时，大气密度增大时，参与共振的大气中微子能量则下降。在高能量区域的大气中微子，其通量随能量降低显著增加。因此，当大气密度增大时，共振的大气中微子通量也增大，其对放射性核子扰动的强度也随着增大，这样氡的放射性概率也会增大。因此，在氡的长期测量中，氡的放射性测量值会随温度和湿度的变化而变化。
此外，大气中微子的通量还受太阳活动、宇宙线强度和星际磁场等因素影响，这些都会导致氡放射性测量值的波动。
这项研究的意义在于，提出了一种新的可能改变放射性元素衰变率（或半衰期）的作用机制。如果该机制得到证实，那么放射性物理学和天体物理学等的某些理论需要改写。
原文：Zhang, G. W.and Zhang, M. K.(2026) Matter Effects in Atmospheric Neutrino Oscillations and Radon Anomalies. Environment and Pollution,15,2. DOI:10.5539/ep.v15n2p1
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[e-Version First(Vol. 15, No. 22026)]
位于耶路撒冷的以色列地质调查局（GSI）实验室对密封容器中的氡活性进行了长期监测，积累了大量数据。美国物理学家Sturrock等分析了GSI实验室的测量数据，发现氡放射性活性在一年和一天的时间上表现出强烈的波动，这种振荡不能完全归结于环境影响，因为他们同时还观察到时间序列的其他许多周期性变化。经过深入研究，Sturrock等认为，放射性衰变数据振荡可归因于太阳活动或辐射，包括太阳中微子通量的波动，也就是说太阳中微子等影响了氡的衰变率，导致氡放射性异常。
Sturrock等人有关太阳中微子影响氡放射性衰变率的观点引起了一场争论。既有一些支持者，也引来了不少批评和质疑。最主要的质疑者是Pommé教授，他在研究GSI实验室的氡放射性测量数据时，也发现放射性测量值存在波动，但是他在对GSI实验室氡放射性测量数据与太阳中微子通量及当地环境（包括温度、湿度）进行对比、拟合后，发现氡放射性测量值的波动与太阳中微子通量波动完全不一致，而与当地的温度和空气湿度变化则相当一致。所以，Pommé教授认为，氡的放射性活性波动是由测量链引起的，特别是由所使用的测量电子设备的类型引起的。这些电子设备受环境温度、湿度影响，使得测量值出现波动。然而，温度和湿度如何影响仪器，Pommé教授只是猜测，并没有详细说明。事实上，另外一些物理学家，如Milián-Sánchez 等在明确排除仪器影响后，仍然记录到了放射性衰变测量值的波动，且他们发现，这种波动与地磁活动和宇宙射线活动具有相关性，而与相对湿度等没有关联。
针对上述问题，我国学者张国文等近日在英文期刊《Environment and Pollution》发表题为《Matter Effects in Atmospheric Neutrino Oscillations and Radon Anomalies》的文章，对氡放射性异常提出了新的解释。他们认为，大气中微子在穿越大气时，能够与大气物质形成共振（即MSW机制），该共振是一种典型的物理共振，对不稳定的脆弱原子具有较大破坏作用，能够激发大气中的氡等放射性核子进入激发态，增大它们的衰变概率。由于大气中微子与大气物质形成共振的条件是，大气中微子的能量与大气密度必须匹配。简单的说，就是大气中微子能量与大气密度的乘积近似等于常数（二者是反比关系）。所以，当大气温度下降和湿度增大时，大气密度增大时，参与共振的大气中微子能量则下降。在高能量区域的大气中微子，其通量随能量降低显著增加。因此，当大气密度增大时，共振的大气中微子通量也增大，其对放射性核子扰动的强度也随着增大，这样氡的放射性概率也会增大。因此，在氡的长期测量中，氡的放射性测量值会随温度和湿度的变化而变化。
此外，大气中微子的通量还受太阳活动、宇宙线强度和星际磁场等因素影响，这些都会导致氡放射性测量值的波动。
这项研究的意义在于，提出了一种新的可能改变放射性元素衰变率（或半衰期）的作用机制。如果该机制得到证实，那么放射性物理学和天体物理学等的某些理论需要改写。
原文：Zhang, G. W.and Zhang, M. K.(2026) Matter Effects in Atmospheric Neutrino Oscillations and Radon Anomalies. Environment and Pollution,15,2. DOI:10.5539/ep.v15n2p1
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