2. 4. Ғарыштық сәулелерді зерттеу мәселелері.
Лабораториялар мен ғарыштық станциалардағы зерттеулер екі түрлі бағытта жүргізілуде. Ғарыштық ф и з и к а д а бөлшектерді жоғары және аса жоғары энергияға дейін үдететін негізгі процестердің табиғаты қарастырылады. Сонымен қатар ғарыштық сәулелер интенсивтілігінің вариациясы, оның құрамдық ерекшеліктері мен бұрыштың және энергиялық байланыстарын зерттеу арқылы планета аралық және жұлдыз аралық ортаның қасиеттері анықталады. Ғарыштық сәулелердің шығу көздерін іздеу үшін рентген және гамма-сәулелер аймағындағы радиоастрономия және астрономия
бақылаулар кеңінен қолданылуда. Ядролық физика бағытындағы зерттеулер нәтижесінде үдеткіштерде алынбайтын нуклондардың (энергиясы 1012 эв-тан үлкен) атом ядроларымен соқтығысуы кезінде бөлшектердің көптеп пайда болуы, сонымен қатар мюондардың (п+ және п-мезондардың ыдырауынан пайда болатын мюондардан басқа) тікелей пайда болуы сияқты процестердің ерекшеліктері анықталуда. Жоғары энергиялы бөлшектердің қатысуымен жүретін құбылыстарды сипаттайтын теориялық модельдерді қолдануды анықтау мәселесі әзірше толық шешілген жоқ.
XX ғасырдың 30 – 40 – жылдарынан Вильсон камерасы газ разряды санауыштары және яролық фото – эмульсиялар арқылы ғарыштық сәулелердің екінші реттік қ ұраушылары қарқынды түрде зерттеле бастады. XX ғасырдың
50 – жылдарынан бастап ғылыми зерттеулер, негізінен бастапқы %арыштық сәулелерді зерттеуге бағытталды. Ал 80 – жылдары ғарыштық сәулелердің әр түрлі құраушыларын, энергияның кең диапазонында тіркеу Жер бетіндегі барлық станцияларда, стратасферада, Жердің жасанды серіктерінде және планетааралық автоматты станцияларда жүргізілді.
Қазақстанда ғарыштық сәулелерді зерттеу екі бағытта жүргізіледі:
Ғарыштық сәулелердің пайда болу мәселесі (ғарышта бөлшектердің үдей қозғалуы); бастапқы бөлшектердің энергетикалық спектрінің түзілуі және олардың химиялық құрамы; ғарыштық кеңістік арқылы бөлшектердің өтуі және олардың магнит өрісімен әсерлесуі; уақыт бойынша және Күннің белсенділігіне байланысты олардың қарқындылығының ауытқуын зерттеу;
Ғарыштық сәулелерді қазіргі кездегі үдеткіштердің көмегімен ала алмайтын жоғары энергиялы бөлшектер көзі ретінде пайдалану.
XX – ғасырлардың 50 – жылдарының бас кезінде Қазақстан Ғылыми Академияның Физика – техника институтында Ж. С. Тәкібаевтың жетекшілігімен ғарыштық сәулелердің бөлшектерінің әсерінен болатын
ядролық ыдырауларды зерттеу жөнінде алғашқы тәжірибелер жүргізілді. Арнайы фотоэмульсиялар тау биіктігінде (Іле Алатауы мен Памирде) және 30 км биіктікке ұшатын зонд көмегімен сәулелендіріледі. Олар өңделгеннен кейін, микроскоптардың көмегімен зерттеліп, көптеген әдістемелік жұмыстар атқарылады (Э. Г. Босс, Д. Қ. Қайыпов, И. Я. Часников, т. б.). Әр түрлі ядролықнысаналар үшін екінші реттік бөлшектердің сандық мөлшері мен ұшып шығу бұрышы бойынша таралуының нақты заңдылықтары анықталды. XX ғасырдың 60 – жылдардың бас кезінде ғарыштық сәулелерді зерттеу үшін Алматы қаласының маңында 3340 м абс. Биіктікте биік тау ғарыштық станциялар салынды (1957ж). Бұл станцияладың ғылыми зерттеу жұмыстарының басты бағыты – аса жоғары энергиялы ғарыштық сәулелер
бөшектерінің затпен өзара әсерін зерттеу. Мұнда жетекші бейтарап мезондар пайда болу қимасы есептеліп, екінші реттік бөлшектердің бұрыштық таралуына талдау жасалды, мезондардың қайыра зарядталуы олардың энергиясына тәуелсіз екендігі анықталды. Атмосферадағы нөсердің микроқұрылымын, т. б. зерттеу жөнінде тәжірибелер жүргізілуде. КСРО Ғылыми Академияның Физика институтымен бөрлесе орырып, баллондар арқылы атмосфераның жоғары қабатына көтерілген рентген эмульсиялық камералардың көмегімен, өте жоғары энергиялы бастапқы бөлшектер әсерінен пайда болған бөлшектер тобы (нөсерлер) зерттелді. Физиктердің арнаулы тобы (жетекшісі Ю. А. Емельянов), халықаралық бірлестіктердің құрамында жұмыс істеп, энергиясы 1015 – 1017 эВ – ке дейінгі бастапқы бөлшектердің әсерінен, атмосферада жоғары энергиялы екінші реттік γ – кванттардың пайда болуын зерттейді. XX ғасырдың 60 – жылдардың басынан ҚазМу – де (қазіргі ҚазҰУ – де) әр түрлі биіктіктегі ғарыштық сәулелердің бөлшектері ағынының ауытқуын зерттейтін проблемалық лабараториялық (меңгерушісі Е. В. Коламеец) жұмыс істей бастайды. Мұнда Күн белсенділігі мен Ғарыштық сәулелердің құтаушылары ағындарының қарқындылығы арасындағы байланыс анықталды. Қазақсытан
Республикасы Білім және ғылым министірлігінің Ионосфера институтында ғарыштық сәулелердің пайда болуы, Ғарыштық сәулелердің қарқындылығының вариациялары және осы вариациялардың ионосферада өтетін процестермен байланысты зерттелуде. [17,18]
III – Тарау. Иондаушы сәулелердің бағытын анықтау тәсілдері (эксперимент).
3. 1. Гейгер – Мюллер санауышы.
 Зарядталған бөлшектерді тіркеу үшін қолданылатын құралдардың бірі – Гейгер – Мюллер санауышы. Схемасы 1 – суретте берілген. Жұқа, цилиндр формплы алюмини баллон А (диаметрі – 20 мм), екі ұшы изолятормен бекітілген және осы изоляторларға жіңішке металл сым В орнатылған. Баллон ішінен ауасы сорылып, орнына сутегі немесе инертті газдар енгізіледі, қысымы – 100 мм сын. Баг. Цилиндрмен металл қыл сым жоғарғы кернеуді Б ток көзіне қосылады. Егер металл сым мен цилиндр қабырғаларының арсына зарядталған бөлшек енетін болса, ол газды иондайды.
8 – сурет. Гейгер – Мюллер санауышының схемасы.[19]
Пайда болған газ иондары қыл мен цилиндр арасындағы күшті электр өрісінің әсерінен үлкен жылдамдықпен қозғала отырып жолында кездескен газдың бөлшектерін иондайды. Сөйтіп екінші реттегі иондар пайда болып, санауыш арқылы токтың үлкен импульсі өтеді. Ток импульсі кедергі R – да кернеу туғызып, ол кернеу К күшейткішіне және Е есептегішке беріледі.
Цилиндр мен қыл арасынындағы электр өрісін пайда болған импульсті күшейтуге жететіндей етіп, бірақ разряд өз бетімен жүруіне мүмкіндік
бермейтіндей етіп алады. Пайда болған ұзаққа созылмас үшін біраз уақыттан кейін разрядты сөдіру керек. Ол үшін санауыш ішіне этил спиртті, ацетон сияқты сөндіргіштер енгізеді. Бұлардың молекулалары зарядталған бөлшектердің әсерінен диссоцация құбылысына ұшырап, разряд аймағындағы зарядталған бөлшектерді жұтады. Нейтрондарды тіркеу, жоғарыда айтылып кеткендей, олардың екінші реттегі зарядталған бөлшектерді туғызуы арқылы жүргізіледі. [19]
3. 2. Лабораториялық индикатордың құрылмы және оның жұмыс істеу принципі.
Қондырғы 9 – сурет бойынша құрастырылады. Төмен жиілікті күшейткіштің кірісіне демонстациядық панелге бекітілген есептегіш универсал түзейткіштен қоректелінеді және де индикаторға 0 – ден 450 В-қа дейінгі аралықта реттелетін тұрақты кернеу ( қысқыштарын тізбектеп қосып, оларда 350 В-қа тең тұрақты кернеумен реттелетін 0 ± 100 В кернеу түсірілмейтін болсын), ал күшеткішке тұрақты 250 В кернеу мен айнымалы 6,3 кернеу беріледі.
Достарыңызбен бөлісу: |
