Поглощение космического излучения

Работа 19.1 Поглощение космического излучения [c.201]

Получают две кривые поглощения космического излучения свинцом при помощи счетчика (зависимость скорости счета от толщины слоя свинца) и установки со схемой совпадения (зависимость совпадения от толщины слоя свинца). Указывают на отклонения от стандарта, обсуждают полученные результаты. [c.201]

Рис. 113. Поглощение космического излучения свинцом.

Космические источники ионизирующего излучения являются сравнительно слабыми в связи со значительным поглощением их в атмосфере Земли. Однако первичное космическое излучение содержит кванты и частицы с очень большой энергией, которые не достижимы пока с помощью источников, имеющихся в распоряжении человека. Поэтому их применение возможно для контроля уникальных объектов при условии выноса аппаратуры за пределы атмосферы, например, космическими кораблями. [c.270]

При углублении в атмосферу Земли меняется как состав, так и интенсивность космического излучения. На больших высотах основную роль играют процессы генерации ливней. В дальнейшем, с уменьшением энергии вторичных частиц, ядерно-каскадные процессы затухают и общая интенсивность космического излучения начинает падать вследствие ионизационного торможения и поглощения медленных частиц. [c.968]

Инфракрасная (ИК) техника — сравнительно новая область современной физики и электроники, особенно развившаяся за последние 10—15 лет. Можно привести множество примеров практического использования приборов ИК-техники видение и фотографирование в темноте химический анализ веществ по спектрам поглощения и излучения этих веществ в ИК-области спектра измерение температуры на расстоянии (от автоматического контроля температуры в промышленности до измерения температуры звезд) космическая навигация и системы космической связи астрономические и астрофизические исследования звезд и планет в ИК-области спектра инфракрасные прицелы, дальномеры, приборы обнаружения морских, наземных, воздушных целей и системы самонаведения ракет в военном деле и др. [c.3]

Потоки энергии излучения, связывающие атмосферу с поверхностью Земли, также составляют примерно ] кВт/м, но они перекрывают длинноволновый спектральный диапазон — от 5 до 25 мкм с максимумом около 10 мкм. По спектру коротко- и длинноволновые излучения расположены друг от друга достаточно далеко и могут быть легко различимы. Солнечная энергия достигает атмосферы в виде направленного потока солнечного космического излучения. На поверхности Земли регистрируется как прямой поток, так и рассеянное атмосферой излучение. В процессе прохождения коротковолнового солнечного излучения через атмосферу наблюдаются различные виды взаимодействия поглощение — переход энергии излучения в тепло (возбуждение молекул) с последующим излучением света с большей длиной волны рассеяние — изменение направления распространения света в зависимости от длины волны отражение, не зависящее от длины волны. [c.303]

Поскольку первичное солнечное космическое излучение, образующееся во время солнечных вспышек, характеризуется относительно низкой энергией, оно, как правило, не приводит к существенному увеличению дозы внешнего излучения на поверхности Земли. Однако в верхних слоях атмосферы мощность индекса поглощенной дозы может на очень короткое время увеличиться в 100 раз и более [1]. [c.63]

Протоны и нейтроны вторичного космического излучения образуются преимущественно в верхних слоях атмосферы. Вследствие быстрой потери энергии в результате ионизации и взаимодействия с ядрами атомов плотность потока этих частиц резко уменьшается с уменьшением высоты над уровнем моря. Поэтому вклад их в суммарную мощность дозы на уровне моря составляет всего несколько процентов [1]. Основной вклад в индекс мощности поглощенной дозы в атмосфере (за исключением ее самых нижних слоев) вносят электроны, образующиеся при распаде мюонов при ионизации воздуха, производимой другими заряженными частицами, или во время каскадных ливней. Плотность потока частиц космического излучения варьирует во времени вследствие модуляции в пределах цикла солнечной активности, солнечных вспышек либо за счет изменения атмосферного давления и (или) температуры. Данные, характеризующие вариабельность плотности потока различных компонент вторичного космического излучения, приведены в табл. 4.3. [c.65]

Скорость образования ионов ионизирующей компоненты космического излучения в воздухе на высоте уровня моря в среднем равна 2,14 пар ионов/ (см - с). Поглощенная доза в возд)осе за год при этом 2,8 10 Гр. [c.180]

Тонкие пленки. Они получили гораздо большее распространение в науке и технике. Помимо широкого использования в оптических устройствах (покрытие зеркал, различные интерференционные я поглощающие фильтры, просветляющие покрытия, защитные покрытия, предотвращающие окисление и повреждение оптических поверхностей, и др.), тонкие пленки в настоящее время применяют для контроля температуры космических объектов, а также в качестве приемников видимого и инфракрасного излучения. Во всех перечисленных случаях весьма важно иметь точные данные об оптических свойствах пленок и прежде всего данные о коэффициентах отражения, пропускания и поглощения света в однослойных или многослойных системах пленок. [c.502]

Для мониторинга источников промышленных выбросов используются наряду с автоматическими газоанализаторами и дистанционные средства измерения. Наиболее распространены системы для контроля выбросов вредных веществ лазерно-локационным методом (лидарные системы) и системы аэрокосмического мониторинга. В лидарных системам с мощным источником излучения — лазерами различного типа — используются принципы комбинационного рассеяния и дифференциального поглощения. Лидарные системы предназначены, прежде всего, для регионального мониторинга (крупные города и промышленные регионы), так как методом лазерной локации получают цифровые карты загрязнения региона диоксидами серы, азота и аэрозоля радиусом до 10 км (НИИ космического приборостроения). [c.218]

В ближнем инфракрасном диапазоне это излучение интенсивно поглощается молекулами СО2, СО, СН , СзН , N20, имеющими интенсивные полосы поглощения в интервалах длин волн 2—5 нм. В результате инфракрасное излучение Земли не рассеивается в космическом пространстве, а расходуется на повышение интенсивности теплового движения молекул в атмосфере, что и вызывает общее повышение температуры. Для предупреждения или полного исключения поступления в атмосферу оксидов углерода и серы, снижения парникового эффекта и кислотных выпадений предлагались в разные времена своеобразные проекты, часть из которых пока имеют оттенок научной фантастики. Так, предложен способ складирования СО2 в твердом или жидком состоянии в глубоких отработанных шахтах. Там Же складируются и твердые оксиды серы. Принципиально такая схема, видимо, осуществима, но условия ее реализации и стоимость пока не Позволяют надеяться на осуществление в ближайшее время. Складированные жидкие или твердые оксиды можно при этом утилизировать. Используя, в частности, для перевода СО2 в биомассу. [c.85]

Данные по элементному составу, приведенные на рис, 1.2, получены путем измерения интенсивности характеристических спектров индивидуальных элементов, обнаруживаемых в спектре солнечного излучения (практически наблюдаются спектры поглощения в виде фраунгоферовых линий), а также химическим анализом метеоритов, падающих на поверхность Земли. Метеориты — это попавшие в поле тяготения Земли твердые космические тела, орбиты которых прохо дят через пояс астероидов. Следовательно, данные рис. 1.2 по существу отражают элементный состав Солнечной системы. Для сравнения различий, обусловленных неодинаковыми источниками данных, в табл. 1.1 [c.13]

Поскольку все перечисленные выше термы возникают из чистой конфигурации Зй , переходы между ними с поглощением или испусканием дипольного излучения запрещены. Этот запрет носит название правила Лапорта он вытекает из того факта, что, поскольку d-орбиты симметричны относительно полной инверсии в центре симметрии (ядре), любые переходы, связывающие два таких уровня, не могут происходить за счет излучения или поглощения нечетного дипольного излучения [32, 72]. Если переходы наблюдаются на опыте в подходящем интервале энергий, они должны происходить с поглощением или испусканием электрического квадрупольного и магнитного дипольного излучения ( четного или симметричного но отношению к инверсии). Правильность этого вывода четко демонстрируется спектрами лантанидов, в которых наблюдаются электрические квадру-польные переходы между термами, возникающими из различных возможных конфигураций. Такие переходы наблюдаются также в космических спектрах и будут рассмотрены ниже, в разделе П1, 6. [c.221]

Равновесная температура поверхности, облучаемой Солнцем, в космическом пространстве зависит от расстояния этой поверхности до Солнца, а также от коэффициента поглощения ат и коэффициента излучения е материала поверхности космического аппарата. На рис. 8. 14 приведен график зависимости температуры поверхности в космическом пространстве от расстояния до Солнца и отношения т/е. По этому графику, зная для материала данной поверхности ат и е, можно ориентировочно определить, до какой [c.271]

Аналогичные понятия приложимы и к явлениям поглощения. Соответственно различают покрытия с разным соотношением ela, которое поддается регулированию. Для селективно-излучающих покрытий е > а, а для селективно-поглощающих а > е. В частности, в космическом материаловедении важное место отводится селективно-излучающим покрытиям, экранирующим от воздействия солнечной энергии. Они должны иметь теоретический коэффициент поглощения солнечного света близкий к нулю и теоретический коэффициент излучения в области Л — 3 мкм близкий к единице. В преобразователях солнечной энергии, наоборот, применяют селективно-поглощающие покрытия. [c.171]

Поглошение в атмосфере. Коротковолновая ультрафиолетовая область излучения (Л < 0,3 мкм) практически полностью поглощается на уровне моря присутствующими в атмосфере молекулами О2, О3, N2, атомами О и их ионами. Ближний ультрафиолетовый диапазон (0,3 мкм < X < 0,4 мкм) частично достигает поверхности Земли. Видимый диапазон (0,4 мкм < >. < 0,7 мкм) практически полностью проходит сквозь атмосферу, являясь окном , открытым для прохода на Землю солнечной энергии. На этот диапазон приходится почти половина потока солнечного излучения. Однако аэрозоли и загрязнение атмосферы могут обусловить значительное поглощение излучения. На ближнюю инфракрасную область (0,7 мкм < >. < 2,5 мкм) приходится почти половина интенсивности космического солнечного излучения. Более 20 % солнечной энергии этого диапазона поглощается в атмосфере в основном парами воды и диоксидом углерода. Концентрация СО2 в атмосфере относительно постоянна и составляет около 0,034 %, а концентрация паров воды изменяется очень сильно — почти до 4 %. Для дальнего инфракрасного диапазона (к > [c.304]

Классическая термодинамика рассматривает только медленные процессы, характерное время которых значительно превышает наибольшее значение характерного времени релаксации системы (например, медленное нагревание или охлаждение). Тогда релаксирующая система проходит ряд последовательных бесконечно близких друг к другу равновесных распределений. Такие процессы обратимы во времени, так как и при обратном процессе система пройдет через ту же последовательность равновесных распределений в обратном порядке. Их принято называть в термодинамике равновесными и обратимыми . Они характеризуются отсутствием изменения энтропии (А5 = 0). Поскольку во всех случаях низкотемпературной плазмы (лабораторная или космическая) на нее действуют факторы, приводящие к отклонению от равновесия, такие, как внешние электромагнитные поля, выход излучения плазмы, не компенсируемый его поглощением, диффузия частиц через границы, нестационарность и т. д., то низкотемпературная плазма в принципе всегда является термодинамически неравновесной. Однако в ряде случаев влияние всех этих факторов настолько мало сказывается на ФР всех частиц по скоростям и уровням внутреннего возбуждения, а также на химическом составе плазмы, что отклонения их от равновесных невозможно обнаружить путем самых точных измерений. Для обозначения состояния плазмы в таких случаях вводится понятие локального термодинамического равновесия (ЛТР). Исключение составляет ФР фотонов по энергиям, которая в случае ЛТР может не являться равновесной. [c.17]

Криогенные системы применяются для моделирования поглощения излучения космического аппарата космосом и осуществления в установках криогенной вакуумной откачки. [c.65]

Большой интерес представляют различного типа ядерные реакции с участием нейтронов. Нейтроны присутствуют в космическом излучении, образуются в (а, оп ) и (у, о )-реакциях, а также возникают при спонтанном делении урана. Так, нейтроны образуются, если легкие элементы (Ь1, Ве, В, Н, Р, Ма, Mg, А1) бомбардировать а-частицами или частицами, возникающими из естественно-радио-активных элементов, таких, как полоний. Примером такой реакции может служить ранее рассмотренная ядерная реакция Ве (а, о ). Поэтому комбинации Ве — 1) и Ве — ТЬ в соответствующих минералах могут рассматриваться как природные источники нейтронов (например, обогащенные ураном ниоботанталовые минералы, содержащие небольшое количество бериллия). Самой простой реакцией, вызванной нейтронами, является образование дейтерия из водорода [Н (у, о )ОЧ. Она протекает в результате поглощения нейтронов во всех водородсодержащих веществах. Захват нейтронов может изменить изотопный состав нескольких элементов в урано- [c.22]

Для измерения космического излучения использовали два счетчика с эффективной длиной 23 см, диаметром 4,4 см типа Вакутроник VA-Z 231. Для поглощения были взяты свинцовые пластины толщиной 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 и 15 см. В качестве усилителя совпадений применяли двукратный усилитель совпадений конструкции Лейпцигского института прикладной радиоактивности, позволяющий регистрировать отдельные частицы в обеих трубках. Было подобрано такое устройство счетчиков, которое давало возможность одновременно измерять обе кривые поглощения. Свинцовые поглотители в этом случае располагались над обоими счетчиками, что при проведении практических занятий является преимуществом, так как число двукратных совпадений здесь выше, чем при большем удалении счетчиков друг от друга. Недостатком метода является возможность образования ливней в свинцовом поглотителе, которые могут увеличить число отдельных частиц, а также двукратных совпадений. [c.202]

По Милликену и -Камерону ЭО ,о космического излучения состоят из компонента с коэфициентом поглощения в воде, равным 0,С035 (приблизительно доля излучения, поглощаемая 1 см воды), что отвечает длине волны около 0,0004 A. При образовании ядра гелия (а-частицы) из протонов выделяется энергия в 4,35 Ю- эрг ( 74). Если эта энергия выбрасывается в виде 4,35-10 , с 3 - loi" 6,55 10- кванта кч, то v =---и X = — =-4 35Т -- [c.118]

Распределение скорости образования изотопов внутри атмосферы может быть рассчитано на основании данных об интенсивности космических луче ) и из экспериментальных исследований происходящих при этом реакций [54]. Основным свойством такого распределения является широкий максимум на высотах около 12 км, который несколько смещается в зависимости от геомагнитной широты (рис. 55). Этот слой с максимальной скоростью образования изотопов возникает в результате взаимодействия следующих двух факторов быстрого уменьшения потока низкоэнергичных нейтронов с уменьшением высоты и вертикального распределения плотности атмосферы. В результате образуется максимум на указанном уровне и, кроме того, именно это взаимодействие определяет скорость образования изотопов. Наличие таких слоев с максимальной скоростью образования относится к категории основных атмосферных явлений такие слои возникают всякий раз, когда та или иная составляющая (например, озон, атомарный кислород и т. п.) образуется в результате поглощения внешнего излучения. [c.268]

Рассмотрим кусок радиоактивного материала, содержащий /г активных ядер при (= О, Число N (/) активных ядер, выживающих через время > О, является нестационарным стохастическим процессом, Это чисто марковский процесс, потому что распределение вероятности величины Л ( г) при /2 > при условии, что М (х) = Пх, не зависит от предыстории. Эти же вычисления оказываются применимыми к испусканию света возбужденными атомами, просачиванию молекул кнутсеновского газа через небольшое отверстие, гибели вражеских войск при случайной стрельбе и разрушению клеток радиацией. Их используют для описания поглощения электронов космического излучения в материале, при этом под t понимают поперечную толщину . [c.98]

Все мы в течение жизни подвергаемся действию ионизирующего излучения, источником которого являются естественные и искусственные радиоактивные изотопы, а также промышленные, медицинские и бытовые аппараты. Поэтому важно понять, каким образом излучение взаимодействует с живой материей. Термин "ионизирующее излучение" включает в себя рентгеновкое и у-излучение, а- и Д-частицы, протоны, нейтроны и космическое излучение. В этой книге мы не будем рассматривать ультрафиолетовый и видимый свет, инфракрасное излучение и радиоволны, поскольку они не вь1зывают ионизации живой материи. Ионизация — это процесс, при котором быстро движущиеся частицы воздействуют на атомы вещества, через которое они проходят, превращая их в электрически заряженные ионы Физико-химические изменения, вызванные ионизацией атомов живой материи, происходят в течение очень короткого времени - долей секунды, в то время как процессы, к которым эти физико-химические изменения могут привести, — биологические изменения (мутации, гибель клеток, рак) - могут протекать в течение часов, лет и даже десятилетий. Связь между физикохимическими и биологическими эффектами изучена еще мало, является предметом фундаментальных научных исследований и привлекает внимание ученых разных специальностей — физиков, химиков, биологов, медиков. С научной точки зрения интерес к радиобиологии объясняется желанием выяснить, каким образом малые количества поглощенного излучения могут привести к таким далеко идущим биологическим последствиям. [c.5]

Составляющая космического излучения Коэффициент качества 0 Индекс мощности поглощенной дозы мГр/год Индекс годовой эф-, фективной эквивалентной дозы,мЗв [c.68]

Сейчас ведется своеобразная инвентаризация природных ресурсов различных районов нашей страны, и космонавты принимают активное участие в этой большой работе. Для таких целей используется этажерка снимков, то есть кадры, сделанные на поверхности, с самолетов, с космических кораблей и станций. На искусственных спутниках, орбитальных станциях устанавливаются специализированные телефотокамеры. Скажем, космическая фотокамера МКФ-6М имеет шесть объективов, которые дают возможность одновременного получения шести снимков одного участка поверхности. Для чего это нужно Каждый объектив прикрыт светофильтром определенного цвета. Таким образом, поверхность Земли оказывается сфотографированной сразу в нескольких диапазонах излучения. А это очень удобно, потому что различные почвы, виды растительности, здания и другие объекты обнаруживают весьма характерное поглощение, и по спектрам можно не только узнать, какие здесь почвы, оценить глубину и прозрачность водоемов, но и определить сейсмичность региона и особенности залегания глубинных слоев земных недр. [c.38]

Введение [1—9,16]. а-Частицы вызывают в подходящем фосфоре вспышки света, которые в результате размножения вторичных электронов превращаются в импульсы тока и, наконец, могут быть зарегистрированы пересчетным прибором с механическим счетчиком. Например, в качестве фосфора хорошо подходит активированный серебром сульфид цинка, поступающий в продажу (завод светосоставов в Бад Либенштайне) в виде тонкого кристаллического порошка. Этот порошок осаждается из чистой воды на стеклянный носитель и после высушивания плотно пристает к нему. При выборе толщины слоя следует принимать во внимание, что в очень тонких слоях фосфора а-частица не сможет потерять всю свою энергию (амплитуда импульсов становится слишком малой), а в очень толстых слоях часть света люминесценции поглотится в самом фосфоре (амплитуда импульсов становится меньше, чем следовало бы ожидать при поглощении всей энергии а-частицы). При подходящей толщине слоя фосфора легко могут быть проведены исследования а-излучения, такие, как измерение интенсивности, поглощения и определение величины пробега а-частиц. Преимущество измерения а-излучения сцинтилляционным счетчиком состоит в том, что при использовании подходящего фосфора можно регистрировать только а-частицы на фоне Р- и у-излучения. Поглощенная в тонком слое-2п5 —Ag энергия р- и у-излучения недостаточна для того, чтобы вызвать сцинтил-ляционную вспышку, сравнимую по величине со вспышкой от а-частицы. По этой же причине не дают измеримых сцинтилляций в а-фосфорах и космические лучи. Фон, помимо случайно возникающих импульсов теплового шума, практически отсутствует, поэтому можно измерять очень малые а-активности. [c.125]

Энергия излучения характеризуется электромагнитным спектром, охватывающим область от километровых радиоволн до десятых долей ангстрема атта-излучения и космических лучей. Природа полос поглощения в ультрафиолетвой (10—400 нм) и видимой (400—700 нм) областях спектра одинакова и свя- [c.249]

Для дозы иoниг pyющиx излучений — рентгеновские лучи (с длиной волны 0,05—0,0004 нм), радиоактивные излучения (7-лучи, о- и р-частицы, а также потоки нейтронов и других ядерных частиц), космические лучи — принята единица измерения рентген р), основанная на ионизации им воздушного пространства в определенных условиях. Установлено, что по поглощению в воздухе 1 рентген соответствует 85 эргам на грамм (энергетический эквивалент рентгена). [c.776]

Производные ферроцена являются эффективными поглотителями ультрафиолетового излучения, используемыми для покрытий космических кораблей при добавлении к различным полимерным материалам эти соединения обеспечивают защиту поверхности и возможность контроля температуры. Поглощение солнечной энергии покрытиями уменьшается в 30—5000 раз. В настоящее время наиболее удовлетворительные результаты показала меламино-ал-кидная смола, обладающая наилучшей светостойкостью и содержащая 1 % 2-оксибензоилферроцена. Бензоильные производные обладают наибольшей активностью и претерпевают меньшие изменения под воздействием облучения 2 . [c.165]

В современном оптическом приборостроении помимо стекол используют множество Ириродных и искусственных кристаллов с весьма разнообразными свойствами. Однако их применение часто ограничено вследствие отражения на границе кристалл — воздух. Потери света из-за отражения особенно велики в краевой области поглощения коротковолновой УФ части спектра, когда значение показателя преломления сильно возрастает. Аппаратура метеорологических спутников, космических ракет и кораблей снабжена оптическими системами, которые должны обладать хорошей прозрачностью к различным видам излучения и, в частности, к ИК радиации [64]. В таких системах используют разнообразные полупроводниковые, кристаллические и стеклообразные материалы. Подробная характеристика физических и химических свойств этих материалов достаточно подробно изложена в работах [65—71]. Говоря о роли тонких пленок в инфракрасной технике, необходимо особо подчеркнуть одно из характерных свойств большинства этих материалов они прозрачны для длиннов,олновой радиации и часто отличаются весьма высокими значениями показателей преломления, что, в свою очередь, вызывает высокую отражательную их способность. К таким наиболее часто используемым материалам относятся смешанные кристаллы бромисто-иодистого таллия (КЯ5-5), хлористо-бромистого таллия (КК5-6), хлористый таллий, кремний, германий, арсенид галлия и т. д. Одна пластинка из [c.11]

Хотя натрий и не имеет особенно значительной космической распространенности, он довольно обилен во вселенной, а его спектр очень удобен для наблюдения. Поэтому его линии поглощения хорошо известны в спектрах межзвездного газа и в спектрах всех звезд, за исключением самых горячих (в атмосфере которых почти все атомы натрия ионизованы) и некоторых самых холодных (где его линии блендируются молекулярными полосами). Яркие линии натрия обнаруживаются в спектрах новых звезд и у небольшого числа аномальных звезд, но в общем они поразительно редки в звездных спектрах. Они наблюдаются у случайных комет, оказывающихся в непосредственной близости от Солнца они также присутствуют в излучении ночного неба, особенно в течение сумерек. [c.50]

Земли. Измерения показали, что максимальное значение индекса поглощенной дозы при пересечении внутреннего и внешнего поясов оказалось равным 0,22 и 0,054 Гр/ч. Вспышки на Солнце могут обусловить большие дозы излучения в космическом пространстве. Например, поглощенная доза от протонов во время вспышки на Солнце 10.07 1959 г. была равна 3,6 1,7 и 0,4 Гр за защитой плотностью 1, 2и5г/см соответственно, а от а-частиц — 1,5 0,3 и 0,05 Гр соответственно. [c.105]

Известно, что основным источником тепла в тропосфере и в пизкоширотных зонах является поверхность Земли, тепловая энергия передается за счет конвекции, вызывающей образование облаков и осадков. В средних и высоких широтах атмосфера теряет энергию в космическое пространство в результате радиационного охлаждения. Однако, поскольку в стратосфере плотность водяных паров чрезвычайно низка, доминирующими процессами становятся нагревание в результате поглощения озоном ультрафиолетового излучения, с одной стороны, и охлаждения за счет инфракрасного излучения озона и диоксида углерода, с другой стороны. В мезосфере, на высотах более 50 км, охлаждающий эффект СОз становится существенным. Эти особенности показаны на рис. IX-1. Следует отметить, что если водяной пар присутствует главным образом в нижней части тропосферы , а озон — в стратосфере, то СО2 распределен равномерно в каждом слое. [c.238]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология