Источники космических лучей

ИСТОЧНИКИ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ [c.1173]

Рассмотрим теперь те следствия, которые вытекают из факта аномально высокого содержания в космических лучах ядер группы L. Так кйк ядра изотопов бериллия, лития и бора во Вселенной встречаются очень редко, то маловероятно, чтобы в источниках космических лучей эти ядра содержались в аномально большом количестве. Более естественно считать, что ядра группы L образуются при столкновениях тяжелых космических частиц с межзвездным газом (реакции фрагментации, см. гл. IV, 10, п. 2). Если принять, что все ядра группы L появились в результате столкновений космических лучей с межзвездным газом, то можно оценить то расстояние d, которое проходят космические лучи от источника до Солнечной системы. Как видно из габл. 12.5, на каждые десять тяжелых ядер групп М, Н, VH в космических лучах приходится примерно два ядра группы L. Поэтому расстояние d будет по порядку величины определяться формулой [c.638]

Химический состав космических лучей имеет две важные особенности во-первых, в космических лучах в 10 раз больше элементов группы Ь, чем в среднем, в природе, — эти элементы быстро выгорают в звездах. Во-вторых, космические лучи значительно богаче тяжелыми и очень тяжелыми элементами, чем небесные тела. Объяснить эти две особенности можно, предполагая, что космические лучи до Земли проходят расстояние порядка см за время порядка 3-10 лет и ядра группы Ь возникают из-за расщепления более тяжелых ядер при столкновении с ядрами атомов межзвездной среды. Можно предположить, что обилие тяжелых ядер объясняется тем, что ими богаты источники космических лучей или тем, что в источниках тяжелые ядра ускоряются эффективнее, чем легкие. [c.284]

В настоящее время для космических полетов продолжительностью до 1—2 месяцев в качестве допустимой дозы рекомендована величина 15 бэр за полет. Общая защита обитаемых отсеков космического корабля должна быть спроектирована так, чтобы суммарное воздействие на трассе полета галактического излучения, излучения радиационных поясов Земли и возможных бортовых источников излучения не превышало этой величины. Поскольку радиационная опасность солнечных космических лучей в настоящее время определяется на основе вероятностных оценок, в качестве критерия опасности при этом используется доза оправданного риска, рекомендуемое значение которой составляет 50 бэр. Этот критерий используется для проектирования защиты специального радиационного убежища на корабле, предназначенного для пребывания в нем экипажа во время мощных солнечных вспышек. [c.275]

Космические лучи источник частиц высоких энергий [c.73]

Реакции, происходящие при участии заряженных частиц, требуют, чтобы частицы обладали достаточно большой энергией, необходимой для преодоления сильного кулоновского поля ядра (потенциального барьера). Источниками заряженных частиц являются естественно-радиоактивные элементы, ускорители заряженных частиц, космические лучи. [c.264]

В естественных условиях могут встречаться и некоторые сравнительно быстро распадающиеся радиоактивные ядра. Очевидно, что такие ядра могут постоянно существовать в заметных количествах только при наличии в природе процессов, восполняющих убыль этих ядер за счет их распада. Имеются два механизма таких процессов. Во-первых, короткоживущие изотопы могут возникать при распаде долгоживущих. Так, уже упомянутые нами изотопы урана, распадаясь, переходят в новые радиоактивные изотопы, времена жизни которых уже невелики. Другим постоянно действующим природным источником возникновения радиоактивных ядер служат ядерные реакции, вызываемые космическими лучами — потоками микрочастиц, падающих на Землю из космоса (гл. XII, 3, п. 8). В частности, наличие в земной атмосфере радиоактивного изотопа углерода обусловлено реакциями, вызываемыми космическими лучами. [c.208]

Рассмотрим теперь опытные свойства адрон-адронных столкновений. Адрон-адронные столкновения являются основным источником информации о механизме сильных взаимодействий, т. е. о динамических свойствах адронов. Другие экспериментальные возможности изучения динамических свойств адронов будут приведены в п. 11. По причинам, изложенным в гл. IX, 2, 3, на ускорителях экспериментально исследованы только столкновения рр до энергии 60 ГэВ в СЦИ и столкновения л р, К р, рр до энергии около 20 ГэВ в СЦИ. Начато исследование столкновений S p. Столкновения пр исследованы лишь до менее высоких энергий. Исследуются также высокоэнергичные столкновения адронов с ядрами и ядер с ядрами. Например, в Дубне изучаются столкновения ядер аргона друг с другом при Е 1,5 ГэВ/нуклон в СЦИ. В космических лучах регистрировались события, являющиеся последствиями адрон-адронных столкновений существенно более высоких энергий. Однако извлечение из этих данных четкой информации о механизме взаимодействия сильно затруднено тем, что в космических лучах имеют дело с природным наблюдением, а не с контролируемым экспериментом. [c.374]

Таким образом, все существующие типы источников элементарных частиц (и ядер) разделяются на радиоактивные препараты (первичные и вторичные частицы), ускорители (первичные, вторичные, третичные пучки и т. д.), ядерные реакторы и космические лучи. Для изучения реакций сейчас используются только ускорители и реакторы. В прикладных исследованиях широко используются радиоактивные источники. [c.468]

Экспериментально электроны в космических лучах были обнаружены в 1961 г. Оказалось, что поток электронов составляет около 1,5% потока всех космических частиц соответственно энергия потока электронов составляет около 1 % полной энергии космических частиц. Прямые измерения числа позитронов в космических лучах показали, что позитронов примерно в пять раз меньше, чем электронов. Отсюда следует, что основная доля космических электронов не связана с процессами типа (12.86), а испускается непосредственно источниками космического излучения. [c.639]

УСКОРЕНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ в космических условиях. Одной из ключевых в астрофизике является проблема механизмов ускорения и источников частиц, к-рые мы наблюдаем как космические лучи (КЛ). [c.244]

При отсутствии источников излучения и полной защите счетчика от света фон определяется воздействием космических лучей и природными загрязнениями материалов, из которых изготовлен счетчик. 3jo так называемый натуральный фон, который, при прочих равных условиях, зависит от размеров счетчика (см. приложения I и III). [c.136]

Прежде чем перейти к объяснению вида ВАХ самостоятельного разряда, рассмотрим условия его возникновения, т. е. найдем такую величину напряжения на разрядном промежутке, называемую потенциалом зажигания (или напряжением пробоя), при которой в разрядной цепи возникает заметный электрический ток. В отсутствие внешних источников заметной ионизации электроны могут появиться в разрядном промежутке в достаточном количестве лишь путем размножения зарядов, всегда существующих в разрядном промежутке из-за ионизации космическими лучами, в результате электронных ударов и в результате эмиссии на электродах. Проследим судьбу одного такого случайного электрона, появившегося [c.100]

Исследования последних лет позволили определить величину эффективного сечения взаимодействия нуклонов высокой энергии с ядрами. Так как в составе космических лучей имеются частицы с энергией, достигающей 10 —10 эв, то космические лучи являются единственным источником информации о взаимодействии частиц столь высокой энергии. [c.280]

Нынешний уровень знаний об атомном ядре и космических лучах позволяет предполагать, что при помощи частиц, ускоренных до энергии 250 миллионов вольт и выше, можно перейти к открытиям новых физических явлений (открытию новых элементов, новых способов получать атомную энергию из более дешевых источников, чем уран). [c.406]

Дополнительным существенным источником ошибок может быть распределение первичных частиц по энергии. В этом случае (как это имеет место в космических лучах), когда энергетический спектр частиц, вызывающих ливни, представляется быстро падающей функцией, даже незначительные флуктуации в ливнях определенной энергии могут привести к большой ошибке. Причина заключается в том, что первичные частицы малых энергий представлены в спектре гораздо богаче и, следовательно, регистрируются с большей вероятностью, чеМ частицы больших энергий. Поэтому метод в описанной выше форме дает заведомо хорошие результаты лишь в случае, когда спектр первичных частиц постоянен или почти постоянен. Для исследования в космических лучах нужно помимо влияния спектра принять во внимание связь между полным числом частиц в звезде и величиной энергии. Подробно этот вопрос разобран в работе [32]. [c.108]

Начиная с 50-х годов основным источником экспериментальной информации о частицах стали опыты на ускорителях высоких энергий. Физика частиц отделилась от физики космических лучей и стала самостоятельным разделом науки. С тех пор и на все предвидимое будущее успехи экспериментальной физики частиц определяются прежде всего развитием ускорителей и соответствующих им детекторов, хотя некоторые из важнейших экспериментов были осуществлены (и осуществляются) без использования ускорителей. [c.48]

Исследования с космическими лучами являются источником сведений о С. н. при энергиях до — 10 ов, не доступных на совр. ускорителях. [c.84]

В заключение опишем одно применение радиоактивных веществ, созданных нейтронами (однако нейтроны в этом случае производятся не в котле или каком-либо искусственном источнике, а космическими лучами). Эти вещества измеряют возраст мумий, исторических или доисторических реликвий, содержащих в какой-то степени органические остатки. В случае мумий — это материи, в которые обернуты мумии, в других случаях это — бревна от старых жилищ, частично сохранившиеся ископаемые остатки важно лишь, чтобы они содержали следы углерода. Метод (действительно, очень остроумный) состоит в следую- [c.111]

В августе 1946 года Л.П. Берия направил И.В. Сталину письмо с представлением на утверждение проекта постановления СМ СССР О строительстве мощного циклотрона с энергией частиц до 0,25 ГэВ, близких к энергии космических лучей. Предполагалось, в частности, что установка позволит перейти к открытию новых физических явлений (открытию новых элементов, новых способов получать атомную энергию из более дешевых источников, чем уран) . Инициатива пред- [c.75]

В процессе изучения космических лучей получено много полезной информации о взаимодействии частиц сверхвысокой энергии с ядрами. Кроме того, изучение космических лучей важно также для рассмотрения многих космофизических и аст-[)офизических проблем, которое позволяе пол чать сведения о свойствах источников космических лучей и среды, в которой они распространяются. [c.136]

В дозиметрии различают облучение внешнее и внутреннее. Источники внешнего облучения находятся вне облучаемого вещества. К ним относятся активные препараты, ускорительные ус1ановки, реакторы, космические лучи, излучение горных пород. Внутреннее облучение живых организмов обусловлено входящими в состав тканей атомов активных изотопов Ra , а также радио- [c.218]

Для полноты укажем, что постоянным источником различных частиц в широчайшем диапазоне энергий (до тысяч ГэВ, а изредка и гораздо выше) являются космические лучи (см. гл. ХП, 3). Именно в космических лучах до начала пятидесятых годов в основном открывались новые элементарные частицы. Однако в космических лучах можно проводить не контролируемые эксперименты, а лишь природные наблюдения, в которых не все физические условия фиксированы с достаточной точностью. Поэтому с ростом энергий, доступных ускорительной технике, область применимости космического излучения как метода исследования ядер и элементарных частиц все больше ограничивается снизу по энергии. Кроме того, столкновения космических частиц сверхвысоких энергий происходят крайне редко и лишь на очень большой высоте. В настоящее время исследования реакций с элементарными частицами в космических лучах продолжают играть ограниченную, но важную роль как ецинственный источник информации о взаимодействиях частиц при энергиях выше ускорительных. [c.467]

Теоретическая оценка давала для этой реакции сечение о еор 6-10 см (для антинейтрино, вылетающих из реактора), что примерно на 20 порядков ниже сечений, обычно измеряемых в ядерной физике. Эти 20 порядков были выиграны за счет следующих факторов. Во-первых, в качестве источника был использован мощный реактор, дававший поток антинейтрино, равный примерно lOi ча-стиц/см -с. Во-вторых, для регистрации был использован-жидкий сцинтиллятор с колоссальным объемом 5000 литров. В-третьих, вся установка была помещена глубоко под землей и отделена мощной защитой от реактора. В результате фон от космических лучей и от других (не антинейтринных) излучений из реактора был столь низким, что можно было регистрировать очень редкие события. В опыте был использован жидкий сцинтиллятор с высоким содержанием водорода и обогащенный кадмием. На ядрах водорода шла реакция (9.22). Возникающий в этой реакции позитрон аннигилировал с электроном вещества на два Кванта (см. гл. VII, 6), дававших первую вспышку. Нейтрон за несколько микросекунд замедлялся до надтепловых скоростей, после чего захватывался кадмием (см. гл. XI, 3, п. 4). Получившееся ядро, возбужденное при захвате на 9,1 МэВ, испускало каскад 7-квантов, которые давали вторую вспышку. Эти пары вспышек регистрировались схемой запаздывающих совпадений (см. ниже 6, п. 3), что позволяло уверенно отделять нужные события от фоновых излучений. Регистрировались примерно 3 события в час, и проведение всего опыта заняло около полугода. В результате для экспериментального сечения было получено значение сТэксп = = (11 4)- 1(И см , хорошо согласующееся с теоретическим. Это — самое маленькое сечение, измеренное человеком. [c.502]

Продолжая выполнение программы космических исследований, советские исследовательские организации приступили с 1962 г. к систематическому запуску искусственных спутников Земли серии Космос , снабжаемых измерительно-информационной аппаратурой для регистрации корпускулярных потоков и частиц малых знергий, изучения энергетического состава радиационных поясов и магнитного поля Земли, исследования космических лучей, верхних слоев атмосферы, образования и распределения облачных систем в атмосфере и пр. Помимо получения научной информации на них проводилась отработка оборудования и проверка новых источников энергии для бортовых приборов и аппаратов — радиоизотопных генераторов (см. третью главу второго раздела настоящей книги) и квантового генератора, разработанного под руководством лауреата Ленинской и Нобелевской премий акад. Н. Г. Басова и проф. М. И. Борисенко. Первый спутник серии Космос вышел на орбиту 16 марта 1962 г. К концу июля 1966 г. общее число спутников зтой серии достигло 122. На одном из них ( Космос-110 ), выведенном на эллиптическую орбиту с апогеем 900 км, в течение 22 суток находились подопытные животные (собаки Ветерок и Уголек) проведенный при этом обширный комплекс медико-биологических исследований и последующие наблюдения за состоянием животных после приземления спутника обусловили получение уникальных сведений о реакции организма на длительное пребывание в космическом пространстве при значительном удалении от поверхности Земли. К концу июля 1967 г. число спутников Космос , выведенных на околоземные орбиты, составляло 170, к началу ноября 1968г. их стало 251. [c.427]

Большинство известных хим. элементов возникло через миллиарды лет после начала расширения Вселенной — в эпоху существования звёзд, галактик и кос-мич. лучей. Происхождение дейтерия, лития, бериллия, бора в общей проблеме Н. представляет самостоят. интерес, т. к. эти элементы легко разрушаются в термоядерных реакциях (их равновесные концентрации малы), и поэтому их эфф, цроизводство возможно лишь в неравновесных процессах. Такие неравновесные процессы предполагаются в рамках нек-рых моделей космология. Н., напр. образование дейтерия в реакции Ше с антипротонами р -Ь Не В 4 к. Однако наиб, распространённым является представление о динамичном образовании лёгких элементов с помощью реакций скалывания при взаимодействии галактич. космических лучей с мелсзвёздной средой быстрые протоны и альфа-частицы в составе космич. лучей бомбардируют ядра тяжёлых элементов межзвёздной среды и Солнечной системы, вызывая их расщепление на лёгкие ядра быстрые ядра углерода, азота, кислорода в составе космич. лучей, взаимодействуя с межзвёздными ядрами водорода и гелия, также могут расщепиться на ядра лёгких элементов. Расчёты показывают, что эти ядер-ные реакции могут ироизводить наблюдаемые обилия Ы, Ве, В. Трудности возникают лишь при объяснении необычного изотопного состава В и В (резко выраженное преобладание нечётных изотопов), а также при объяснении производства В и Не, к-рые в указанных выше механизмах разрушаются явно быстрее, чем создаются. Эффективным дополнит, источником синтеза лёгких элементов, кроме космич. лучей, могут служить взрывы сверхновых звёзд. Распространение ударной волны во внеш. оболочках сверхновой и последующее охлаждение могут привести к реакциям синтеза п- -р В4-у1Р+Ь—> Не 4- Т> реакции скалывания на ядрах углерода, азота и кислорода, инициированные ударной волной, производят ядра Ь1, Ве, В. [c.364]

Анализ природы Ф. к. и. показывает, что в большинстве диапазонов спектра его интенсивность определяется мно-ючисл. далёкими дискретными источниками излучения. В ряде диапазонов Ф. к. и. не связано с дискретными источниками. Его существование является либо свойством Вселенной как целого (т. н. реликтовое излучение), либо следствием присутствия в межгалактич. пространстве излучающего вещества (горячий межгалактический газ, космические лучи). [c.336]

Кроме импульсов от рабочего источника, со сцинтилляционного счетчика поступают также фоновые импульсы. Последние включают в себя шумовые импульсы, вызываемые темновым фоном, воздействием космических лучей, естественной радиоактивностью воздуха и окружающих предметов, а также радиоактивностью кристалла и материала, из которого изготовлен фотоумножитель. [c.139]

В принципе 0четчик а-частиц (см. 27) может зарегистрировать каждую частицу, но из-за наличия фона (от космических лучей и радиоактивности атмосферы, стен и т. п.) точные измерения следует производить при скорости счета, большей, чем дает фон. Минимально допустимая скорость счета обычно составляет 20 отсчетов в минуту предположим также, что в счетчик попадает около 10% частиц, искускаемых источником тогда количество радиоактивного материала, испускающего примерно 200 частиц в минуту (4 в секунду), является наименьшим, с которым могут быть проведены удовлетворительные измерения. Полученное из уравнения значение iV, равное [c.99]

Естественным источником частиц высоких энергий являются космические лучи. Не случайно поэтому, что до начала 50-х годов развитие физики элементарных частиц было тесно связано с изучением процессов в космических лучах. Однако интенсивность потока их сравнительно мала, и поэтому интересующие исследователей события крайне редки. Кроме того, космические частицы неуправ- [c.233]

Возможно, что источниками таких быстрых электронов являются столкновения быстрых тяжелых частиц (протонов) с ядрами вещества туманности. В результате этих столкновений образуются я-мезоны, распад которых в конечном счете приводит к возникновению электронов. По этой причине центры мощного радиоизлучения должны являться также местами с повышенной плотностью космических лучей. Если это так, то объекты, подобные крабовидной туманности, — остатки сверхновых звезд — являются своеобразными источниками космического излучения. [c.291]

По утверждению наших ученых, академиков Курчатова, Вавилова, Алиханова, профессоров Скобельцына, Арцимовича и других, нынешний уровень знаний об атомном ядре и космических лучах позволяет предполагать, что при помощи частиц, ускоренных до энергии 250 миллионов вольт и выше, можно перейти к открытиям новых физических явлений (открытию новых элементов, новых способов получать атомную энергию из более дешевых источников, чем уран). [c.296]

Измеряя интенсивность нейтронов в водяном котле, находящемся в нодкритическом или точно в критическом состоянии, мы найдем, что число нейтронов, регистрируемое камерой за один и тот же промежуток времени, будет заметно меняться от измерения к измерению. Эти флюктуации происходят из-за статистического характера реакции. Излучение нейтронного источника, вызывающего первоначальные деления, также носит случайный неупорядоченный характер. Это будет и в случае источника (Ка + Ве), и в случае космических лучей, рождающих нейтроны. [c.118]

Космические лучи — поток частиц высокой энергии, в основном протонов, падающих на Землю из космического пространства (первичное излучение), а также поток вторичных частиц, рожденных при столкновении первичных частиц с веществом атмосферы. До создания ускорителей космические лучи были едипствеппым источником частиц высокой энергии. [c.259]

Независимые источники. Внешние (независимые) источники нейтронов, обычно называемые просто источники , не зависят от плотности нейтронов в системе. Их возникновение обусловлено явлениями, не связанными с взаимодействиями нейтронов с веществом, такими, как реакции деления, (п, 2п) и т. п. Источники могут включать нейтроны, полученные в результате реакции (а, п), процесса спонтанного деления, а также появившиеся под действием космических лучей. Внешние источники вводятся с помощью функции Q (г, Й, Е, 1), которая представляет собой вероятность для нейтрона с энергией Е появиться в единицу времени в единице объема около точки г, в единице телесного угла на единицу энергии, т. е. QdVdQdE есть ожидаемая скорость появления нейтронов в объеме dV с направлением в dQ и энергией в dE. [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...