Для іонізації атмосфери суттєве значення мають космічні про мені. Ця роль космічних променів була виявлена при вивченні пи тання про те, як з висотою змінюється іонізація повітря у герме тично закритих посудинах. Вже у 1900 р. було з’ясовано, що всере дині герметично закритої ємкості відбувається постійна іонізація повітря, яке там знаходиться. Перші ж дослідження причин цього явища показали, що воно не може бути повністю обумовлене дією тих радіоактивних речовин, які знаходяться у повітрі, що на повнює посудину, а також тими мізерними кількостями радіо активних речовин, які містяться у матеріалі самої посудини. Ста ло зрозумілим що ця іонізація виникає за рахунок якихось випромінювань, котрі проникають крізь стінки посудини. Досліди показали, що частково іонізація обумовлюється дією упроменів радіоактивних речовин земної кори і атмосфери, а також невідомими на той час випромінюваннями із значно більшою про никаючою здатністю, ніж у-промені відомих радіоактивних речо вин. Це випромінювання невідомого походження спочатку одер жало назву проникаючої радіації. У 1912 р. австрійський фізик Гесс Віктор Франц (1883-1964), який піднявся на висоту 5200 м, виявив, що після деякого зменшення іоні зації в приземних шарах атмосфери (тут рівень її обумовлюється радіоактивними речовинами земної кори і атмосфери), при подаль шому піднятті вона знову починає дуже швидко зростати. Стало зрозумілим, що тут іонізація викликається космічними променя ми, для вивчення яких вчені застосовували прилади Кольхьорстера, камеру Вільсона, лічильники Гейгера-Мюллера.
У 1914 р. В. Г. Кольхьорстер (1887-1946) при польотах до висо ти 9300 м підтвердив результат Гесса і з’ясував, що на такій висоті іонізація, обумовлена дією цього випромінювання, досягає біля 80 іонів на І см3 в секунду. Цими дослідженнями остаточно було встановлено існування космічної радіації, або, як її тоді називали, верхньої проникаючої радіації. У подальшому зміни інтенсивності космічних променів з висо тою піддавались особливо детальному вивченню. Заміри здійсню вались за допомогою стратостатів, куль-зондів, а згодом і косміч них кораблів, ШСЗ. Зміни іонізації атмосфери з висотою наведені у таблиці 10.4. Таблиця 10.4. Іонізація атмосфери (І, іонів в см /с) залежно від висоти, км Висота, км 00 00 0 1 2
в часі, в них наявні частинки з енергією від 1 до 1212ГеВ. У складі космічних променів найбільше протонів (близько 90 % всіх части нок), приблизно 7 % ядер Гелію. На долю решти елементів припа дає близько 3 %. При взаємодії з атомними ядрами атмосферного повітря кос мічні промені породжують різні рівні електронів і мезонів різного знаку і енергії (вторинне космічне випромінювання). Мезони вели ких енергій досягають земної поверхні і проникають у глибину зем ної кори, менших енергій - при русі в атмосфері майже повністю розпадаються. При польоті поблизу ядер атомів атмосфери швидкі електрони частково гублять свою енергію випромінювання. Таким шляхом утворюються пари електрон-позитрон, які також призводять до утворення пар електрично заряджених частинок.
3
4
5
6
7
8
9
10
І Висота, км І
1,9 12
3,7 14
5,8 16
13,5 20,7 33,9 49,7 19 20 21 22
66,4 23
84,0 24
106 25
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Проникаюча радіація - космічні промені» з дисципліни «Геофізична екологія»
