Mionzi ya cosmic ni nini. Chembe kutoka kwa vifaa vya kuvunja nafasi

]

Fizikia ya mionzi ya cosmic kuchukuliwa kuwa sehemu fizikia ya juu ya nishati Na fizikia ya chembe.

Fizikia ya mionzi ya cosmic masomo:

michakato inayoongoza kwa kuibuka na kuongeza kasi ya mionzi ya cosmic;
chembe za mionzi ya cosmic, asili na mali zao;
matukio yanayosababishwa na chembe za miale ya anga katika anga ya juu, angahewa ya Dunia na sayari.

Kusoma mtiririko wa chembechembe zenye chaji ya juu na zisizoegemea za ulimwengu zinazoanguka kwenye mpaka wa angahewa ya Dunia ndiyo kazi muhimu zaidi ya majaribio.

Uainishaji kulingana na asili ya mionzi ya cosmic:

nje ya Galaxy yetu;
katika Galaxy;
ndani ya jua;
katika nafasi ya sayari.

Msingi Ni desturi kuita mionzi ya extragalactic, galactic na ya jua ya cosmic.

Sekondari Miale ya cosmic kawaida huitwa vijito vya chembe zinazotokea chini ya ushawishi wa miale ya msingi ya ulimwengu katika angahewa ya Dunia na husajiliwa kwenye uso wa Dunia.

Mionzi ya cosmic ni sehemu ya mionzi ya asili (mionzi ya asili) kwenye uso wa Dunia na angahewa.

Kabla ya maendeleo ya teknolojia ya kuongeza kasi, miale ya cosmic ilitumika kama chanzo pekee cha chembe za msingi za nishati ya juu. Kwa hiyo, positron na muon zilipatikana kwanza katika mionzi ya cosmic.

Wigo wa nishati ya miale ya cosmic ina 43% ya nishati kutoka kwa protoni, 23% nyingine kutoka kwa nishati ya nuclei ya heliamu (chembe za alpha) na 34% kutoka kwa nishati inayohamishwa na chembe zingine. ] .

Kwa nambari ya chembe, miale ya cosmic ni 92% ya protoni, 6% ya nuclei ya heliamu, karibu 1% ya vipengele vizito, na karibu 1% ya elektroni. Wakati wa kusoma vyanzo vya mionzi ya cosmic nje ya Mfumo wa Jua, sehemu ya protoni-nyuklia hugunduliwa haswa na mtiririko wa mionzi ya gamma ambayo huunda na darubini za orbital za gamma-ray, na sehemu ya elektroni hugunduliwa na mionzi ya synchrotron inayozalisha, ambayo hufanyika ndani. safu ya redio (haswa, kwa mawimbi ya mita - kwenye mionzi kwenye uwanja wa sumaku wa kati ya nyota), na kwa uwanja wenye nguvu wa sumaku katika eneo la chanzo cha mionzi ya cosmic - na kwa safu za masafa ya juu. Kwa hiyo, sehemu ya elektroniki inaweza pia kugunduliwa na vyombo vya astronomia vya ardhi.

Kijadi, chembe zinazozingatiwa katika mionzi ya cosmic zimegawanywa katika vikundi vifuatavyo: uk (Z = 1) , (\mtindo wa kuonyesha (Z=1),) α (Z = 2) , (\displaystyle (Z=2),) L (Z = 3...5) , (\displaystyle (Z=3...5),) M (Z = 6...9) , (\displaystyle (Z=6...9),) H (Z ⩾ 10) , (\displaystyle (Z\geqslant 10),) VH (Z ⩾ 20) (\displaystyle (Z\geqslant 20))(kwa mtiririko huo, protoni, chembe za alpha, nyepesi, za kati, nzito na nzito). Kipengele cha utungaji wa kemikali ya mionzi ya msingi ya cosmic ni maudhui ya juu isiyo ya kawaida (mara elfu kadhaa) ya nuclei ya kundi L (lithiamu, berili, boroni) ikilinganishwa na muundo wa nyota na gesi ya nyota. Jambo hili linafafanuliwa na ukweli kwamba utaratibu wa uzalishaji wa chembe za cosmic kimsingi huharakisha nuclei nzito, ambayo, wakati wa kuingiliana na protoni za kati ya nyota, kuoza kwenye nuclei nyepesi. Dhana hii inathibitishwa na ukweli kwamba mionzi ya cosmic ina kiwango cha juu sana cha isotropy.

Historia ya fizikia ya cosmic ray[ | ]

Dalili ya kwanza ya uwezekano wa kuwepo kwa mionzi ya ionizing ya asili ya nje ya dunia ilipatikana mwanzoni mwa karne ya 20 katika majaribio ya kusoma conductivity ya gesi. Umeme uliogunduliwa wa hiari katika gesi haukuweza kuelezewa na ionization inayotokana na mionzi ya asili ya Dunia. Mionzi iliyozingatiwa iligeuka kuwa ya kupenya sana kwamba mkondo wa mabaki bado ulionekana kwenye vyumba vya ionization, vilivyolindwa na safu nene za risasi. Mnamo 1911-1912, majaribio kadhaa yalifanywa na vyumba vya ionization kwenye baluni. Hess aligundua kuwa mionzi huongezeka kwa urefu, ambapo ionization inayosababishwa na mionzi ya Dunia inapaswa kupungua kwa urefu. Majaribio ya Colherster yalithibitisha kuwa mionzi hii inaelekezwa kutoka juu hadi chini.

Mnamo 1921-1925, mwanafizikia wa Amerika Millikan, akisoma ngozi ya mionzi ya cosmic katika angahewa ya Dunia kulingana na urefu wa uchunguzi, aligundua kuwa katika risasi mionzi hii inafyonzwa kwa njia sawa na mionzi ya gamma kutoka kwa viini. Millikan alikuwa wa kwanza kuita mionzi hii miale ya cosmic.

Mnamo 1925, wanafizikia wa Soviet L.A. Tuvim na L.V. Mysovsky walipima ngozi ya mionzi ya cosmic katika maji: ikawa kwamba mionzi hii ilifyonzwa mara kumi chini ya mionzi ya gamma ya nuclei. Mysovsky na Tuwim pia waligundua kuwa ukubwa wa mionzi inategemea shinikizo la barometriki - waligundua "athari ya barometriki". Majaribio ya D.V. Skobeltsyn na chumba cha wingu kilichowekwa kwenye uwanja wa sumaku wa mara kwa mara ilifanya iwezekanavyo "kuona", kutokana na ionization, ufuatiliaji (nyimbo) za chembe za cosmic. D. V. Skobeltsyn aligundua mvua za chembe za cosmic.

Majaribio katika miale ya ulimwengu yalifanya iwezekane kufanya uvumbuzi kadhaa wa kimsingi kwa fizikia ya ulimwengu mdogo.

Miale ya anga ya juu ya nishati[ | ]

Nishati ya baadhi ya chembe inazidi kikomo cha GZK (Greisen - Zatsepin - Kuzmin) - kikomo cha nishati ya kinadharia kwa miale ya cosmic. 5⋅10 19 eV, unaosababishwa na mwingiliano wao na fotoni za mionzi ya usuli ya microwave. Chembe kadhaa kama hizo zilirekodiwa na uchunguzi wa AGASA katika kipindi cha mwaka mmoja. (Kiingereza)Kirusi. Uchunguzi huu bado hauna maelezo ya kisayansi yaliyothibitishwa vya kutosha.

Ugunduzi wa miale ya cosmic[ | ]

Kwa muda mrefu baada ya ugunduzi wa mionzi ya cosmic, njia za kusajili hazikutofautiana na njia za kusajili chembe kwenye vichapuzi, mara nyingi vihesabu vya kutokwa kwa gesi au emulsion za picha za nyuklia zilizoinuliwa kwenye stratosphere au kwenye anga ya nje. Lakini njia hii hairuhusu uchunguzi wa utaratibu wa chembe za juu-nishati, kwa kuwa zinaonekana mara chache kabisa, na nafasi ambayo counter hiyo inaweza kufanya uchunguzi ni mdogo kwa ukubwa wake.

Uchunguzi wa kisasa hufanya kazi kwa kanuni tofauti. Wakati chembe yenye nguvu nyingi inapoingia kwenye angahewa, inaingiliana na atomi za hewa katika 100 g/cm² ya kwanza, na hivyo kusababisha msururu wa chembe, hasa pions na muons, ambayo, kwa upande wake, huzaa chembe nyingine, na kadhalika. . Koni ya chembe huundwa, ambayo inaitwa oga. Chembe hizo husogea kwa kasi inayozidi kasi ya mwanga hewani, na hivyo kusababisha mwanga wa Cherenkov, ambao hugunduliwa na darubini. Mbinu hii inafanya uwezekano wa kufuatilia maeneo ya anga yanayofunika mamia ya kilomita za mraba.

Athari za anga[ | ]

Jambo la kuona la mionzi ya cosmic (Kiingereza)[ | ]

Wanaanga wa ISS, wanapofunga macho yao, huona miale ya mwanga si zaidi ya mara moja kila baada ya dakika 3; labda jambo hili linahusishwa na athari za chembe za nishati nyingi zinazoingia kwenye retina. Walakini, hii haijathibitishwa kwa majaribio; inawezekana kwamba athari hii ina misingi ya kisaikolojia pekee.

Mionzi [ | ]

Mfiduo wa muda mrefu kwa mionzi ya cosmic inaweza kuwa na athari mbaya sana kwa afya ya binadamu. Kwa upanuzi zaidi wa ubinadamu kwa sayari zingine za mfumo wa jua, ulinzi wa kuaminika dhidi ya hatari kama hizo unapaswa kuendelezwa - wanasayansi kutoka Urusi na USA tayari wanatafuta njia za kutatua shida hii.

Mionzi ya COSMIC- mtiririko wa corpuscular wa mionzi ya ionizing ya asili ya cosmic.

Ugunduzi wa K. na. ilianza mwanzoni mwa karne ya 20; ilikuwa ni matokeo ya utafiti katika ioni ya hewa inayosababishwa na utoaji wa mionzi kutoka kwa miamba ya Dunia. Kwa kusoma utegemezi wa kiwango cha ionization ya hewa kwenye urefu juu ya uso wa Dunia, watafiti waligundua kuwa tu kwenye miinuko ya chini kiasi cha ionization hupungua kwa kuongezeka kwa urefu. Mwanafizikia wa Austria V. F. Hess, katika majaribio ya baluni (1911 - 1912), alionyesha kuwa kuanzia urefu fulani, nguvu ya mionzi ya ionizing huongezeka tena na kwa urefu wa 1500 m hufikia kiwango cha chini. Hess alipendekeza kuwa ionization husababishwa na mionzi inayoingia kwenye angahewa ya Dunia kutoka anga ya nje. Baadaye, mionzi hii ilianza kuitwa K. na.

Kwa mujibu wa mawazo ya kisasa, kuna aina tatu kuu za mionzi ya cosmic: mionzi ya galactic cosmic (GCR), mionzi ya jua ya cosmic (SCR), na mikanda ya mionzi ya Dunia (ERB).

GKI - sehemu ya juu ya nishati ya mtiririko wa corpuscular katika nafasi ya interplanetary - inawakilisha nuclei za kemikali zilizoharakishwa kwa nishati ya juu. vipengele, kati ya ambayo hidrojeni na heliamu hutawala. GKR ni bora katika uwezo wake wa kupenya kwa aina nyingine zote za mionzi isipokuwa neutrinos. Ili kunyonya kabisa GKI, skrini inayoongoza yenye unene wa takriban. Mita 15. Nishati ya chembe za GKI ni wastani wa takriban. EV bilioni 10, nishati ya chembe za mtu binafsi inaweza kufikia 10 ^ 20 eV na ya juu.

Inaaminika kuwa GKI huundwa ndani ya Galaxy yetu kama matokeo ya milipuko ya supernova.

Umbali kutoka kwa Jua unapoongezeka, mtiririko wa GCR huongezeka. Hii ni kutokana na ukweli kwamba mashamba ya magnetic katika mfumo wa jua huzuia kupenya kwa chembe za GKI zilizoshtakiwa kwenye mikoa ya ndani ya mfumo wa jua, hasa katika maeneo ya jirani ya Dunia.

Sehemu kubwa ya chembe za GKI zinazofika karibu na Dunia zinapotoshwa na uwanja wake wa sumaku na kufyonzwa kwenye angahewa, ambayo unene wake ni sawa na 10 m ya maji. Kuingiliana na nuclei za atomi za anga, GKI huunda kinachojulikana. mionzi ya sekondari, ambayo inajumuisha mesoni, neutroni, protoni, elektroni, nk (tazama mionzi ya Ionizing). Kiwango cha GCI na mionzi ya sekondari inayotokana nayo katika usawa wa bahari ni ndogo na haina hatari yoyote kwa afya ya binadamu (tazama Vipimo vya mionzi ya ionizing).

Katika nafasi ya kati ya sayari nje ya tabaka za kinga za anga ya Dunia na nje ya eneo la ushawishi wa uwanja wa geomagnetic, kipimo cha GCI hufikia 50-100 rem kwa mwaka, ambayo inajenga hatari fulani kwa wanaanga, hasa wakati wa ndege za muda mrefu. Kwa hiyo, ulinzi maalum lazima utolewe kwa wafanyakazi wa vyombo vya anga (angalia ulinzi wa Mionzi).

SQE hufanya sehemu ya juu ya nishati ya mionzi ya corpuscular ya Jua na hutokea wakati wa kinachojulikana. miale ya kromosomu kwenye Jua, ambayo ni milipuko mikubwa kwenye uso wake, ikifuatana na utupaji wa sehemu ya maada ya jua, matukio ya macho, dhoruba za sumaku, n.k. Katika kipindi cha miale mikali ya jua, msongamano wa SQUID wa flux unaweza kuwa maelfu ya nyakati. juu kuliko kiwango cha kawaida cha msongamano wa GKR flux. SKI inajumuisha protoni (tazama mionzi ya Protoni) na, kwa kiasi kidogo, nuclei za heliamu (tazama mionzi ya Alpha) na nuclei nzito zaidi.

Hatari kubwa zaidi ya mionzi kwa wanadamu wakati wa safari ya anga inasababishwa na protoni za jua zenye nguvu nyingi ambazo hupenya kwa uhuru ganda la vyumba vinavyoweza kukaa vya chombo cha kisasa cha anga. Inaaminika kuwa nishati ya protoni kama hizo zinaweza kuchukuliwa kwa kawaida sawa na 100 Meu. Katika mizunguko miwili iliyopita ya miaka kumi na moja ya shughuli za jua, zaidi ya miali mia moja ya SKI imezingatiwa, ambayo protoni zilizo na nishati ya takriban. 100 MeV na zaidi. Kwa baadhi ya miale ya jua, kipimo sawa cha SRS ni mamia, na kwa wengi, makumi ya rems kwa kila mwako. Kwa hivyo, inahitajika kutumia hatua maalum ili kuhakikisha usalama wa mionzi ya wanaanga wakati wa safari za anga za muda mrefu, pamoja na uundaji wa makazi ya mionzi ya kuwalinda wafanyakazi wakati wa miali ya jua yenye nguvu, operesheni ya mara kwa mara ya huduma ya utabiri na ufuatiliaji wa kuzorota. ya hali ya mionzi, nk. Ikiwa hatua za usalama wa mionzi hazitazingatiwa, uharibifu wa mionzi unaweza kuendeleza vidonda (tazama uharibifu wa mionzi, athari za Baada ya mionzi).

RPZ - mtiririko wa chembe za kushtakiwa (protoni na elektroni) zilizokamatwa na uwanja wa sumaku wa Dunia na kutengeneza maeneo ya kuongezeka kwa mionzi ya ionizing. Mikoa miwili ya ERB inazingatiwa: mikanda ya mionzi ya ndani na ya nje ya Dunia. RPZ ndio chanzo kikuu cha mara kwa mara cha hatari ya mionzi wakati wa safari za ndege katika nafasi ya karibu ya Dunia.

Nishati ya protoni zinazounda ERP ya ndani hufikia Meu mia kadhaa. Ukanda huo unaenea kwa umbali kutoka kwa mia kadhaa hadi kilomita elfu kadhaa kutoka kwa uso wa Dunia.

Katika ukanda wa kati wa ERP, ulio umbali wa kilomita 2-3,000 kutoka kwa uso wa Dunia, kiwango cha kipimo sawa cha mionzi ya protoni hufikia rem mia kadhaa kwa siku, kwa hivyo hatari ya mionzi katika eneo hili la nafasi ni ya juu sana. Kukimbia kwa spacecraft ya mtu katika ukanda wa kati wa ERP ya ndani haiwezekani bila ulinzi maalum. Wakati huo huo, kuvuka kwa muda mfupi kwa RPZ ya ndani kunawezekana kabisa, haswa ikiwa njia ya kukimbia haipiti eneo lake la kati au ikiwa wafanyakazi wako kwenye chumba kilichohifadhiwa wakati wa kuvuka ukanda.

Wakati urefu wa mzunguko wa mviringo juu ya uso wa Dunia umepunguzwa hadi kilomita 400-450, hatari ya mionzi hupungua kwa kasi, na muda unaoruhusiwa wa safari za ndege za anga za juu bila ulinzi maalum huongezeka ipasavyo.

Usambazaji wa anga wa elektroni katika ERB una sifa ya maxima mawili yaliyofafanuliwa wazi, ya kwanza ambayo iko katika ukanda wa ukanda wa ndani kwa umbali wa ca. Km 3 elfu, na ya pili - katika ukanda wa ukanda wa nje kwa umbali wa takriban. 22,000 km kutoka kwenye uso wa Dunia. Karibu na kiwango cha juu cha kwanza, kiwango sawa cha kipimo hufikia makumi na hata mamia ya maelfu ya rem kwa siku, kwa hivyo hatari ya mionzi kutoka kwa elektroni katika eneo hili la anga ya karibu na Dunia ni kubwa sana. Karibu na kiwango cha juu cha pili, kiwango cha kipimo sawa ni cha chini na ni takriban. 10 4 rem kwa siku. Maadili ya juu ya kiwango sawa cha kipimo cha mionzi ya elektroni ni tabia ya sehemu kubwa ya nafasi ya karibu ya Dunia. Hii lazima izingatiwe wakati wa kupanga safari za anga za juu za wanaanga katika sehemu hii ya nafasi ya karibu ya Dunia, na wakati wa kuunda ulinzi wa mionzi kwa sehemu zinazoweza kukaa za vituo vya obiti.

Bibliografia: Kovalev E. E. Hatari ya mionzi duniani na angani, M., 1976, bibliogr.; Misingi ya biolojia ya anga na dawa, ed. O. G. Gazenko na M. Calvina, gombo la 1, uk. 47, M., 1975, bibliogr.

Taasisi ya elimu ya mkoa wa Tambov

Shule ya bweni ya elimu ya jumla yenye mafunzo ya awali ya urubani

jina lake baada ya M. M. Raskova

Insha

"Mionzi ya Cosmic"

Imekamilishwa na: mwanafunzi wa kikosi 103

Krasnoslobodtsev Alexey

Mkuu: Pelivan V.S.

Tambov 2008

1. Utangulizi.

2. Mionzi ya cosmic ni nini.

3. Jinsi mionzi ya cosmic inatokea.

4. Athari za mionzi ya cosmic kwa wanadamu na mazingira.

5. Njia za ulinzi dhidi ya mionzi ya cosmic.

6. Malezi ya Ulimwengu.

7. Hitimisho.

8. Bibliografia.

1. UTANGULIZI

Mwanadamu hatabaki duniani milele,

lakini katika kutafuta mwanga na nafasi,

mwanzoni itapenya kwa woga kupita kiasi

anga, na kisha kushinda kila kitu

nafasi ya mzunguko.

K. Tsiolkovsky

Karne ya 21 ni karne ya nanoteknolojia na kasi kubwa. Maisha yetu yanatiririka bila kukoma na bila kuepukika, na kila mmoja wetu anajitahidi kuendana na wakati. Matatizo, matatizo, utafutaji wa ufumbuzi, mtiririko mkubwa wa habari kutoka pande zote ... Jinsi ya kukabiliana na haya yote, jinsi ya kupata nafasi yako katika maisha?

Hebu jaribu kusimama na kufikiri...

Wanasaikolojia wanasema kwamba mtu anaweza kutazama mambo matatu kwa muda usiojulikana: moto, maji na anga ya nyota. Hakika mbingu imemvutia mwanadamu kila mara. Inapendeza sana wakati wa mawio na machweo, inaonekana bluu na kina kirefu wakati wa mchana. Na, ukiangalia mawingu yasiyo na uzito yakiruka, ukiangalia ndege, unataka kujitenga na msongamano wa kila siku, kupanda angani na kuhisi uhuru wa kukimbia. Na anga ya nyota usiku wa giza ... jinsi ya ajabu na isiyoeleweka ni nzuri! Na jinsi ninataka kuinua pazia la siri. Katika nyakati kama hizi, unahisi kama chembe ndogo ya nafasi kubwa, ya kutisha na bado isiyozuilika, inayoitwa Ulimwengu.

Ulimwengu ni nini? Ilikuaje? Inaficha nini ndani yake, imetuandalia nini: "akili ya ulimwengu wote" na majibu kwa maswali mengi au kifo cha ubinadamu?

Maswali hutokea katika mkondo usio na mwisho.

Nafasi... Kwa mtu wa kawaida inaonekana haipatikani. Lakini, hata hivyo, athari yake kwa mtu ni mara kwa mara. Kwa kiasi kikubwa, ni anga ya juu ndiyo ilitoa hali ya Duniani iliyopelekea kuibuka kwa maisha kama tulivyozoea, na hivyo kuibuka kwa mwanadamu mwenyewe. Ushawishi wa nafasi bado unaonekana kwa kiasi kikubwa leo. "Chembe za ulimwengu" hutufikia kupitia safu ya ulinzi ya angahewa na huathiri ustawi wa mtu, afya yake, na taratibu zinazotokea katika mwili wake. Hii ni kwa ajili yetu sisi wanaoishi duniani, lakini tunaweza kusema nini kuhusu wale wanaochunguza anga za juu.

Nilipendezwa na swali hili: ni nini mionzi ya cosmic na athari yake kwa wanadamu ni nini?

Ninasoma katika shule ya bweni yenye mafunzo ya awali ya urubani. Wavulana wanakuja kwetu ambao wana ndoto ya kushinda anga. Na tayari wamechukua hatua ya kwanza kuelekea kutimiza ndoto yao, wakiacha kuta za nyumba yao na kuamua kuja katika shule hii, ambapo wanasoma misingi ya kukimbia, muundo wa ndege, ambapo kila siku wanapata fursa ya kuwasiliana na. watu ambao wamepanda mara kwa mara angani. Na hata kama hizi ni ndege tu kwa sasa, ambazo haziwezi kushinda kikamilifu mvuto. Lakini hii ni hatua ya kwanza tu. Hatima na njia ya maisha ya mtu yeyote huanza na hatua ndogo, ya woga, isiyo na uhakika ya mtoto. Ni nani anayejua, labda mmoja wao atachukua hatua ya pili, ya tatu ... na atasimamia vyombo vya anga na kupanda nyota kwenye anga zisizo na mipaka za Ulimwengu.

Kwa hiyo, suala hili ni muhimu sana na la kuvutia kwetu.

2. Mionzi ya Cosmic ni nini?

Uwepo wa mionzi ya cosmic iligunduliwa mwanzoni mwa karne ya ishirini. Mnamo mwaka wa 1912, mwanafizikia wa Australia W. Hess, wakati akipanda kwenye puto, aliona kwamba kutokwa kwa electroscope kwenye urefu wa juu hutokea kwa kasi zaidi kuliko usawa wa bahari. Ikawa wazi kuwa ionization ya hewa, ambayo iliondoa kutokwa kutoka kwa electroscope, ilikuwa ya asili ya nje. Millikan alikuwa wa kwanza kufanya dhana hii, na ndiye aliyetoa jambo hili jina la kisasa - mionzi ya cosmic.

Sasa imeanzishwa kuwa mionzi ya msingi ya cosmic ina chembe za nguvu za juu zinazoruka katika mwelekeo mbalimbali. Nguvu ya mionzi ya cosmic katika eneo la mfumo wa jua ni wastani wa chembe 2-4 kwa 1 cm 2 kwa 1 s. Inajumuisha:

protoni - 91%
α-chembe - 6.6%
viini vya vitu vingine vizito - chini ya 1%
elektroni - 1.5%
X-rays na mionzi ya gamma ya asili ya cosmic
mionzi ya jua.

Chembe za msingi za ulimwengu zinazoruka kutoka anga za juu huingiliana na viini vya atomi kwenye tabaka za juu za angahewa na kuunda ile inayoitwa miale ya pili ya ulimwengu. Ukali wa miale ya cosmic karibu na nguzo za sumaku za Dunia ni takriban mara 1.5 zaidi kuliko ikweta.

Nishati ya wastani ya chembe za cosmic ni kuhusu 10 4 MeV, na nishati ya chembe za mtu binafsi ni 10 12 MeV na zaidi.

3. Mionzi ya COSMIC HUTOKEAJE?

huenda nje ndani ya gesi ya nyota, na ya pili

ndani, kuelekea katikati ya nyota ya zamani. Unaweza pia

wanasema kuwa sehemu kubwa ya nishati

Wimbi la mshtuko wa "ndani" hutumiwa kuharakisha viini vya atomiki kwa kasi karibu na mwanga.

Chembechembe za juu za nishati hutujia kutoka kwa Galaksi zingine. Wanaweza kufikia nguvu kama hizo kwa kuongeza kasi katika uwanja wa sumaku usio na usawa wa Ulimwengu.

Kwa kawaida, chanzo cha mionzi ya cosmic pia ni nyota iliyo karibu na sisi - Sun. Jua mara kwa mara (wakati wa kuwaka) hutoa miale ya jua ya cosmic, ambayo inajumuisha hasa protoni na α-chembe na nishati ndogo.

4. ATHARI ZA Mionzi Cosmic KWA BINADAMU

NA MAZINGIRA

Matokeo ya utafiti uliofanywa na watafiti katika Chuo Kikuu cha Sophia Antipolis huko Nice yanaonyesha kuwa mionzi ya anga ilichangia pakubwa katika kuibuka kwa maisha ya kibiolojia duniani. Imejulikana kwa muda mrefu kuwa asidi ya amino inaweza kuwepo katika aina mbili - mkono wa kushoto na wa kulia. Hata hivyo, Duniani, viumbe vyote vya kibayolojia vinavyotokea kwa asili hutegemea tu amino asidi za mkono wa kushoto. Kulingana na wafanyikazi wa chuo kikuu, sababu inapaswa kutafutwa katika nafasi. Kinachojulikana kama mionzi ya polarized cosmic iliharibu asidi ya amino ya mkono wa kulia. Mwangaza wa polarized ni aina ya mionzi iliyogawanyika na maeneo ya sumakuumeme ya cosmic. Mionzi hii hutokezwa wakati chembe za vumbi kati ya nyota hujipanga kwenye mistari ya sumaku ambayo hupenya nafasi nzima inayozunguka. Mwangaza wa polarized huchangia 17% ya mionzi yote ya cosmic popote angani. Kulingana na mwelekeo wa polarization, mwanga kama huo kwa hiari huvunja moja ya aina za amino asidi, ambayo inathibitishwa na majaribio na matokeo ya utafiti wa meteorites mbili.

Mionzi ya cosmic ni mojawapo ya vyanzo vya mionzi ya ionizing duniani.

Asili ya mionzi ya asili kutokana na mionzi ya cosmic kwenye usawa wa bahari ni 0.32 mSv kwa mwaka (3.4 μR kwa saa). Mionzi ya Cosmic inajumuisha 1/6 pekee ya kipimo sawa cha kila mwaka kinachopokelewa na idadi ya watu. Viwango vya mionzi hutofautiana katika maeneo tofauti. Kwa hivyo, ncha za Kaskazini na Kusini huathirika zaidi na miale ya cosmic kuliko ukanda wa ikweta, kwa sababu ya uwepo wa uwanja wa sumaku karibu na Dunia ambao hutenganisha chembe zilizochajiwa. Kwa kuongeza, jinsi unavyo juu kutoka kwenye uso wa dunia, mionzi ya cosmic inazidi kuwa kali zaidi. Kwa hivyo, kuishi katika maeneo ya milimani na kutumia usafiri wa anga mara kwa mara, tunakabiliwa na hatari ya ziada ya mfiduo wa mionzi. Watu wanaoishi juu ya mita 2000 juu ya usawa wa bahari hupokea kipimo sawa sawa kutoka kwa miale ya cosmic mara kadhaa zaidi kuliko wale wanaoishi kwenye usawa wa bahari. Wakati wa kupanda kutoka urefu wa 4000 m (urefu wa juu wa makazi ya binadamu) hadi 12,000 m (urefu wa juu wa usafiri wa abiria), kiwango cha mfiduo huongezeka kwa mara 25. Na wakati wa kukimbia kwa saa 7.5 kwenye ndege ya kawaida ya turboprop, kipimo cha mionzi kilichopokelewa ni takriban 50 μSv. Kwa jumla, kupitia matumizi ya usafiri wa anga, idadi ya watu Duniani hupokea kipimo cha mionzi cha mtu-Sv 10,000 kwa mwaka, ambayo ni wastani wa kila mtu katika ulimwengu wa karibu 1 μSv kwa mwaka, na Amerika Kaskazini takriban 10 μSv.

Mionzi ya COSMIC

Kuwepo mionzi ya cosmic iligunduliwa mwanzoni mwa karne ya ishirini. Mnamo mwaka wa 1912, mwanafizikia wa Australia W. Hess, wakati akipanda kwenye puto, aliona kwamba kutokwa kwa electroscope kwenye urefu wa juu hutokea kwa kasi zaidi kuliko usawa wa bahari. Ikawa wazi kuwa ionization ya hewa, ambayo iliondoa kutokwa kutoka kwa electroscope, ilikuwa ya asili ya nje. Millikan alikuwa wa kwanza kufanya dhana hii, na ndiye aliyetoa jambo hili jina la kisasa - mionzi ya cosmic.

Inajumuisha:

protoni - 91%

α-chembe - 6.6%

viini vya vitu vingine vizito - chini ya 1%

elektroni - 1.5%

X-rays na mionzi ya gamma ya asili ya cosmic

mionzi ya jua.

Kwa mujibu wa dhana za kisasa, chanzo kikuu cha mionzi ya juu ya nishati ya cosmic ni milipuko ya supernova. Data kutoka kwa Darubini ya Obiting X-ray ya NASA imetoa ushahidi mpya kwamba sehemu kubwa ya mionzi ya anga inayoishambulia Dunia mara kwa mara inatokana na wimbi la mshtuko linaloenezwa na mlipuko wa supernova ambao ulirekodiwa mnamo 1572. Kulingana na uchunguzi kutoka kwa Chandra X-ray Observatory, mabaki ya supernova yanaendelea kuharakisha kwa kasi ya zaidi ya milioni 10 km / h, ikitoa mawimbi mawili ya mshtuko yanayoambatana na kutolewa kwa kiasi kikubwa cha mionzi ya X-ray. Zaidi ya hayo, wimbi moja linakwenda nje, ndani ya gesi ya nyota, na la pili linaingia ndani, kuelekea katikati ya nyota ya zamani. Inaweza pia kusema kuwa sehemu kubwa ya nishati ya wimbi la mshtuko wa "ndani" hutumiwa katika kuongeza kasi ya viini vya atomiki kwa kasi karibu na mwanga.

Chembechembe za juu za nishati hutujia kutoka kwa Galaksi zingine. Wanaweza kufikia nguvu kama hizo kwa kuongeza kasi katika uwanja wa sumaku usio na usawa wa Ulimwengu.

Mionzi ya ultraviolet (miale ya ultraviolet, mionzi ya UV) - mionzi ya sumakuumeme inachukua safu ya spectral kati ya mionzi inayoonekana na ya x-ray. Urefu wa mawimbi ya mionzi ya UV huanzia 10 hadi 400 nm (7.5 1014-3 1016 Hz). Neno linatokana na Lat. Ultra - juu, zaidi na zambarau. Chanzo kikuu cha mionzi ya ultraviolet kwenye Dunia ni Jua.

Mionzi ya X-ray - mawimbi ya sumakuumeme, nishati ya fotoni ambayo iko kwenye kiwango cha mawimbi ya sumakuumeme kati ya mionzi ya ultraviolet na mionzi ya gamma, ambayo inalingana na urefu wa mawimbi kutoka 10-2 hadi 102 Å (kutoka 10-12 hadi 10-8 m). Mionzi ya eksirei na mionzi ya gamma miale hiyo hupishana juu ya masafa mapana ya nishati. Aina zote mbili za mionzi ni mionzi ya sumakuumeme na, yenye nishati sawa ya fotoni, ni sawa. Tofauti ya istilahi iko katika njia ya kutokea - mionzi ya X hutolewa kwa ushiriki wa elektroni (ama katika atomi au bure) wakati mionzi ya gamma inatolewa katika michakato ya msisimko wa nuclei ya atomiki. Picha za X-ray zina nguvu kutoka 100 eV hadi 250 keV, ambayo inalingana na mionzi yenye mzunguko kutoka 3 1016 hadi 6 1019 Hz na urefu wa 0.005-10 nm (hakuna ufafanuzi unaokubaliwa kwa ujumla wa kikomo cha chini cha anuwai ya x-rays katika mizani ya urefu wa wimbi). Mionzi ya eksirei laini ina nishati ya chini zaidi ya fotoni na masafa ya mionzi (na urefu wa wimbi refu zaidi), wakati X-rays ngumu ina nishati ya juu zaidi ya fotoni na masafa ya mionzi (na urefu mfupi zaidi wa mawimbi).

Mionzi ya CMB (lat. relictum - mabaki), mionzi ya asili ya microwave ya cosmic (kutoka kwa mionzi ya asili ya microwave ya cosmic ya Kiingereza) - mionzi ya umeme ya cosmic yenye kiwango cha juu cha isotropy na yenye tabia ya wigo wa mwili mweusi kabisa na joto la 2.72548 ± 0.00057 K.

Kuwepo kwa mionzi ya mandharinyuma ya microwave ilitabiriwa kinadharia na G. Gamow ndani ya mfumo wa nadharia ya Big Bang. Ingawa vipengele vingi vya nadharia ya awali ya Big Bang sasa vimerekebishwa, msingi wa kutabiri halijoto bora ya CMB bado haujabadilika. Mionzi ya CMB imehifadhiwa tangu hatua za awali za kuwepo kwa Ulimwengu na kuijaza sawasawa. Uwepo wake ulithibitishwa kwa majaribio mnamo 1965. Pamoja na mabadiliko ya mabadiliko ya ulimwengu, mionzi ya asili ya microwave inachukuliwa kuwa moja ya uthibitisho kuu wa nadharia ya Big Bang.

Gamma-ray kupasuka - kutolewa kwa kiasi kikubwa cha cosmic ya nishati ya mlipuko inayozingatiwa katika galaksi za mbali katika sehemu kali zaidi ya wigo wa sumakuumeme. Milipuko ya mionzi ya Gamma (GRBs) ni matukio angavu zaidi ya kielektroniki yanayotokea katika Ulimwengu. Muda wa GW ya kawaida ni sekunde kadhaa, hata hivyo inaweza kudumu kutoka milliseconds hadi saa. Mlipuko wa kwanza kawaida hufuatwa na "mwanga" wa muda mrefu unaotolewa kwa urefu mrefu wa mawimbi (X-ray, UV, macho, IR na redio).

GW nyingi zinazoangaliwa hufikiriwa kuwa miale nyembamba kiasi ya mionzi yenye nguvu inayotolewa wakati wa mlipuko wa supernova, wakati nyota kubwa inayozunguka kwa kasi inaporomoka hadi kuwa nyota ya nyutroni, nyota ya quark, au shimo jeusi. Daraja ndogo la GBs - milipuko "fupi" - inaonekana inatokana na mchakato mwingine, labda wakati wa kuunganishwa kwa nyota za neutroni.

Vyanzo vya GW viko katika umbali wa mabilioni ya miaka ya mwanga kutoka kwa Dunia, ambayo ina maana kwamba vina nguvu nyingi na adimu. Katika sekunde chache za mwako, nishati nyingi hutolewa kama Jua linavyotoa katika miaka bilioni 10. Zaidi ya miaka milioni, ni GV chache tu ndizo hugunduliwa katika galaksi moja. GRB zote zinazozingatiwa hutoka nje ya galaksi ya Milky Way, isipokuwa kwa aina inayohusiana ya matukio, milipuko laini ya mionzi ya gamma, ambayo inahusishwa na sumaku ya Milky Way. Kuna dhana kwamba tukio la GW lililotokea katika galaksi yetu linaweza kusababisha kutoweka kwa wingi kwa viumbe vyote duniani.

GV iligunduliwa kwa mara ya kwanza kwa bahati mbaya mnamo Julai 2, 1967 na satelaiti za jeshi la Amerika Vela.

Ili kuelezea michakato inayoweza kuzalisha GWs, mamia ya miundo ya kinadharia imejengwa, kama vile migongano kati ya nyota za nyota za nyutroni. Lakini hapakuwa na data ya kutosha kuthibitisha mifano iliyopendekezwa hadi X-ray ya kwanza na mwangaza wa macho ulirekodiwa mwaka wa 1997, na ubadilishanaji wao wa rangi nyekundu uliamua kwa kipimo cha moja kwa moja kwa kutumia spectroscope ya macho. Ugunduzi huu na tafiti zilizofuata za galaksi na supernovae zinazohusiana na GBs zilisaidia kukadiria mwangaza na umbali wa GBs, hatimaye kuziweka katika galaksi za mbali na kuunganisha GBs na kifo cha nyota kubwa. Walakini, mchakato wa kusoma GWs haujaisha na bado ni moja ya siri kubwa katika unajimu. Hata uainishaji wa uchunguzi wa HF kuwa mrefu na mfupi haujakamilika.

GVs hurekodiwa takriban mara moja kwa siku. Kama ilivyoanzishwa katika jaribio la "Cone" la Soviet, ambalo lilifanywa chini ya uongozi wa E. P. Mazetz kwenye vyombo vya anga vya Venera-11, Venera-12 na Prognoz katika miaka ya 1970, GWs zina uwezekano wa kutoka kwa mwelekeo wowote, ambao, pamoja. kwa utegemezi ulioundwa kwa majaribio Log N - Logi S (N ni idadi ya GWs zinazozalisha mionzi ya gamma karibu na Dunia kubwa kuliko au sawa na S), ilionyesha kuwa GWs ni za asili ya kikosmolojia (kwa usahihi zaidi, hazihusiani. na Galaxy au sio tu nayo, lakini hutokea katika Ulimwengu mzima, na tunawaona kutoka sehemu za mbali za Ulimwengu). Mwelekeo wa chanzo ulikadiriwa kwa kutumia mbinu ya utatuzi.