Дипломды қ ж ұ м ы с иондаушы сәулелердің бағыттарын анықтау тәсілі. Орындаған: 14-14 тобының студенті

жүктеу 3,16 Mb.

бет	11/17
Дата	21.12.2017
өлшемі	3,16 Mb.
	#5218
түрі	Диплом

1 ... 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 17

2. 3. Екінші реттік ғарыштық сәулелер.
Бастапқы ғарыштық сәулелер құрамындағы жоғары энергиялы (бірнеше Гэв) протондар мен басқа ядролық бөлшектердің жер атмосферасындағы атом ядроларымен (негізінен азот пен оттек) әсерлесуі кезінде тұрақсыз элементар бөлшектер туады. Негізгі бөлігі зарядты (п+ және п~) және зарядсыз (п°) л-мезондардан немесе пиондардан тұратын бұл бөлшектердің өмір сүру уақыты 2,5*10-⁸ сек және 0,8*10 ^-16сек. Сонымен қатар ықтималдығы аз К-мезондар, гиперондар мен лезде ыдырап кететін резонанстар да пайда болады.

5 – сурет. Ғарыштық сәулелердің атмосфра арқылы өту схемасы: γ - гамма кванттар, е ^-– электрондар, е+ - позитрондар, р – пратондар, n – нейтрондар.[17]

Б

астапқы протондар соқтығысу кезінде өз энергиясының біразын жоғалтады. Ыдырау кезінде пайда болған нуклондар (нейтрондар мен протондар) мен жоғары энергиялы зарядты пиондар ядролық әсерлесуге қатысады. Осы әсерлесу кезінде ауаның атомдары ыдырап пиондар пайда болады. Ядролық соқтығысулар кезінде ұшып шыққан нуклондар мен ыдырап үлгермеген жоғары энергиялы зарядты пиондар екінші реттік ғарыштық сәулелердің ядроактивтік компонентін құрайды. Бұл бөлшектердің атмосферадағы жаңа бөлшектерді бірнеше дүркін қайта тудыруы нәтижесінде екінші реттік ядроактивтік бөлшектердің тасқыны пайда болады. Бұл құбылыс салдарынан бөлшек энергиясының орташа мәні төмендейді. Жеке бөлшектің энергиясы 1 Гэв-тен төмендегенде жаңа бөлшектердің пайда болу процесі тоқтайды. Атмосфераға тереңдеп бойлаған сайын ғарыштық сәулелердің жалпы ағынындағы ядроактивтік компоненттің мөлшері азаяды. Ядроактивтік бөлшектердің атом ядроларымен әсерлесуінен пайда болған бейтарап пиондар (п°) лезде екі фотонға (ү) ыдырап кетеді: п⁰-2ү. Бұл процесс ғарыштық сәулелердегі электронфотондық компоненттің жұмсақ, яғни оңай жұтылатын бастапқы бөлігіп құрайды. Атом ядросының күшті электр өрісінде бұл фотондар электрон-позитрондық жұп туғызуға (ү → е ^-+ е+) қатысады.

6 – сурет. Ғарыштық сәулелердің түрлі компаненттері интенцивтілігінің биіктікке байланысты өзгеруі (50⁰ С Солтүстік ендігі үшін), 1 - пратондар мен - бөлшектер, 2 - электроандық компонент, 3 - - мезондық компонент, 4 - толық интенцивтілік.[18]

Ал тежелген сәуле шығару процесінде электрондар мен позитрондардан жаңа фотондар пайда болады. Каскадтық сипаты бар мұндай процестер кезінде жалпы бөлшектің саны тасқындай көбейетіндіктен электронфотондық нөсер байқалады. Электронфотондық нөсер п-мезондармен қатар бастапқы ғарыштық сәулелердегі жоғары энергиялы (100 Мэв) электрондар мен ү-кванттардың, β - электрондардың (зарядты бөлшектердің заттан өтуі кезінде бөлініп шығатын атомдық электрондардың) әсерінен де пайда болады. Энергиясы жеткілікті зарядты пиондар ғана ядролық каскадты дамытуға қатысады. Энергиясы төмендегенде олар ұшып келе жатып-ақ ыдырап кетеді. Зарядты пион мюонға және нейтриноға (ү) ыдырайды.

7 – сурет. Мыс колчеданы шығаратын жердің геолргиялық қысымы және ғарыштық сәулелердің интенсивтілігін бейнелейтін қисық сызық: А – рудалы зат; I – интенсивтіліктің эксперименттік қисық сызығы; II – интенсивтіліктің есептеп шығарылған қисық сызығы. [14,16]

Ядролық актив тілігі төмен болғандықтан мюон затпен аз серлеседі және оның энергиясы атомдарды иондауға (электромагниттік әсерге) ғана жұмсалады. Сондықтан мюондар ағыны ғарыштық сәулелердің өткір компонентін құрайды. Өту қабілеттілігі жоғары және жұтылу коэффициенті зат тығыздығына тура пропорционал болғандықтан ғарыштық сәулелердің өткір компоненті жер астында жүргізілетін геофизикалық және инженерлік барлау жұмыстарында кеңінен қолданылады. [15,16]

жүктеу 3,16 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 17