Значението на думата "земните радиационни пояси"
Радиационно колани, вътрешните области на земната магнитосфера, при което магнитното поле на Земята запазващ заредени частици (протони, електрони, алфа-частици) с кинетична енергия от десетки до стотици КЕВ-MeV (в различни области на P. стр. Z. енергия на частиците е различен, см. чл. Земята. Земята раздел структура). Добив заредени частици на P. стр. Z. специална конфигурация предотвратява геомагнитни силови линии, генериране на заредени частици за магнитна капан. Заснетата магнитни частици капан земни под въздействието на силите на Лоренц правят комплекс движение, което може да бъде представена като колебателно движение по спираловиден път по протежение на магнитно поле линия от северното полукълбо в Южна и назад, докато по-бавно движещи (дължина дрейф) около Земята (фиг. 1 ). Когато частиците се движи в една спирала в посока на увеличаване на магнитно поле (по-близо до земята), радиусът на спиралата и терена се намаляват. Particle вектор скорост, докато останалите непроменен в величина, се приближава към равнината, перпендикулярна на посоката на област. И накрая, в някакъв момент (той се нарича огледало) ще "отражение" на частицата. Той започва да се движи в обратна посока - към огледалото за точка конюгат в други полукълбо .. Един колебание по линията на сила от Северното полукълбо на Southern протона с енергия от 100 MeV изпълнява по време на 0.3 секунди. Времето на престой ( "живот") на такава геомагнитна протон капан може да бъде до 100 години (3 × September 10 секунди), по време на което той може да направи до 10 октомври трептения. Като цяло, висока енергийна увлечените частици правят до няколко стотици милиони трептения от едното полукълбо в другото. Надлъжната плаващите настъпва при много по-ниска скорост. В зависимост от енергията на частицата прави пълен оборот около Земята във времето от няколко минути до дни. Положителните йони се измества в посока на запад, електроните - ориенталски. Движението на частиците по спирала около магнитно поле линия може да бъде представена като съставена от въртене около г. Н. мигновен център на въртене и постъпателно движение по протежение на централната линия на сила.
Структурата на радиационните пояси. Когато заредена частица в магнитно поле на Земята си моментната въртене център е разположен на същата повърхност, наречена магнитен черупка (фиг. 2). Магнитно обвивка характеризира с параметъра L. си числена стойност в случай полето за дипол (вж. Дипол) равна на разстоянието, изразено в радиуса на Земята, която се простира в магнитно черупка (дипол в екваториалната равнина) на централния дипол. За магнитното поле на земята действителната (вж. На Земята магнетизъм) параметър L запазва приблизително същата проста смисъла. енергията на частиците се отнася до стойността на параметъра L; към мембрани с по-малки стойности на L са частици с високи енергии. Това е така, защото високо енергийни частици могат да се съхраняват само на силно магнитно поле, т. Е. Вътрешните области магнитосферата. Обикновено изолира вътрешната и външната R. е. 3. колан нискоенергийни протони (пръстен ток зона) и зона quasicapture частици (фиг. 3) или източен радиация (за лат. И заглавието източен). Вътрешен радиация колан се характеризира с високи енергийни протони (20-800 MeV) с максимален поток плътност на протоните на енергия Ep> 20 MeV протони 10 4 / (см 2 х сек х Sr) на разстояние L 1,5. Във вътрешната зона съдържа електрони с енергия между 20-40 КЕВ до 1 MeV; електронен поток плътност с ЕЕ ³ 40 КЕВ е максимално 10 6 до 10 7 електрони / (см 2 х сек х Sr).
Вътрешната лентата е около Земята в екваториалните ширини (фиг. 4).
От външната тази ограничена зона магнитен черупка с L 2, която се пресича с повърхността на Земята геомагнитни ширини 45 °. Най-близо до земята (на височина 200-300 км) в близост до вътрешната колан подходящ бразилски магнитна аномалия, която е силно атенюиран магнитното поле; географска екватор над долната граница на вътрешната зона е отделена от Земята на 600 км над САЩ и до 1600 км над Австралия. В долната граница на вътрешни частици колан изпитват често сблъсък с атомите и молекулите на атмосферни газове, те губят енергия и са разпръснати "абсорбира" атмосфера.
Външно R. е. С затворено между магнитните черупки в L 3 и L 6 с максимална индукция на частиците в L 4.5. За външна зона, характеризираща се с електрони с енергия на 40-100 КЕВ което е максималния поток достига 10 6 до 10 7 електрони / (см 2 х сек х Sr). Средното време на "живот" на частиците на външната R. F. С 10 5 -10 7 сек. В периоди на висока слънчева активност е също високо енергийни електрони присъстват във външния пояс (до 1 MeV и по-горе).
Лентови ниски енергийни протони (ЕР 0,03-10 MeV) се простира от 1,5 до L L 7-8. quasicapture област или източен радиация се намира зад външната колан, има сложна триизмерна структура поради деформация на вятъра магнитосферата слънчевата (поток от заредени частици от слънцето). Основните частици компонент quasicapture зона са електрони и протони с енергия E <100 кэв. Внешний пояс и пояс протонов малых энергий ближе всего (до высоты 200—300 км ) подходит к Земле на широтах 50—60°. На широты выше 60° проецируется зона квазизахвата, совпадающая с областью максимальной частоты появления полярных сияний . В некоторые периоды отмечается существование узких поясов электронов высоких энергий (Ee 5 Мэв ) на магнитных оболочках с L 2,5—3,0.
. Спектри енергия за всички п частици R. Z. описано функции на формата: N (Е) например. където N (Е) - броят на частици от дадена енергия Е., или N (Е) с характерни стойности г »1,8 за протони в енергийния диапазон от 40 до 800 MeV, Е0 200-500 KeV електрони за външни и вътрешни колани и Е0 100 КЕВ за ниско-енергийни протони.
История на откриването на радиационните пояси. Исторически, първи отвори вътрешната лента (група, водена от американски учени J .. Van Allen 1958) и външния ремък (Sov. Учените начело Vernov и AE Chudakov, 1958). . Потоци на частици н Z. R. са регистрирани устройства (Гайгер - Мюлер броячи), монтирани в изкуствени спътници. Като такива, R. е. С не имат различни граници, тъй всеки вид частици в съответствие с техните енергийни форми "неговата" радиация колан, следователно, правилно да се говори за един единствен радиация колан на Земята. Разделяне R. е. С до външния и вътрешния направени на първия етап на проучване и е оцелели до този момент поради някои разлики в техните свойства са по същество конвенционална.
В теоретичната възможност за съществуването на магнитното капана на магнитното поле на Земята е доказано от изчисления Stormera K. (1913) и Н. Алпен (1950), но само на сателити експерименти показват, че наистина съществува и в капана е изпълнен с високоенергийни частици.
Попълване радиация колани частици и механизъм загуба на частиците. Произходът на капан частици с енергия значително над средната енергия на топлинната движение на атомите и молекулите на атмосферата, действието, свързано с множество физически механизми: неутрони разпад. генерирана от космическите лъчи в атмосферата (образувани с вътрешни попълване протони R. Z. е.); "Изпомпване" геомагнитни смущения по време на частици колани (магнитни бури), които основно определя съществуването на вътрешните електроните колана; бавно ускорение и прехвърляне на частици от слънчева произход от външно вътрешния магнитосферата област (от електроните се захранват външния пояс и колан на ниско-енергийни протони). Проникването на частиците на слънчевия вятър в R. е. С може магнитосферата чрез единични точки (т. Н. През деня полярни туберкули, виж фиг. 5), а също и чрез т. Н. неутрална слой в magnetotail (нощ с едната си страна). В деня на туберкули и в неутрално слой от областта геомагнитния опашка рязко отслабени, и не е значителна пречка за междупланетен плазмата заредена частица. Частична R. е. С попълва и поради улавяне на протоните и електроните на слънчеви космическите лъчи, проникващи в вътрешните участъци на магнитосферата. Изброените източници на частици, както изглежда, е достатъчно да се създаде R. е. С с характерен разпределение на частиците потоци. В R. е. С съществува динамично равновесие между процесите и процеса колани загуби попълване на частиците. По принцип частици напуснат R. е. С поради загуба на нейната енергия чрез йонизация (ограничи тази причина, например, на престоя на вътрешните протони колан в магнитна време капан т 10 септември сек) поради разсейване частици във взаимни сблъсъци и разсейване магнитен хомогенностите и плазмени вълни от различен произход (вж. в плазмата). Разсейването може да намали "живот" на външните електрони колан 10 4 -10 5 секунди. Тези ефекти водят до нарушаване на условията на стационарно движение на частиците в геомагнитно поле (т.е.. Н. адиабатичната инвариантност) и "обрив" частици на P. стр. С в атмосферата по линиите на магнитното поле.
Комуникационни процеси в земната радиация колани с другите процеси в пространството на околоземното. Радиация опит колан различни времеви изменения: най-близо до Земята и по-стабилна вътрешна колани - непълнолетен, външния пояс - най-чести и тежки. За вътрешно R. стр. Z. характеризира с малки вариации над 11-годишен цикъл на слънчева активност. Външният пояс значително променя границите и структурата дори незначителни нарушения на магнитосферата. Колан се нискоенергийни протони в междинно положение. Особено силни вариации R. е. С претърпяват по време на магнитни бури. Първо, във външния пояс значително увеличава потока на ниска енергийна плътност на частиците и в същото време губи забележимо фракция на високо енергийни частици. След това идва улавяне и ускоряването на нови частици, които са довели до коланите появи потоци от частици на разстояния обикновено по-близо до Земята, отколкото в спокойни условия. След фазата на компресия е бавно, постепенно връщане на P. стр. С до първоначалното състояние. По време на периоди на висока слънчева магнитни бури настъпват много често, така че ефектите на отделните бури са насложени една върху друга, и максимален външен пояс по време на тези периоди се намира по-близо до земята (L 3,5), отколкото по време на периоди на ниска слънчева активност (L 4, 5-5,0).
Р. е. В, представляват сериозна опасност по време на дълги полети в близост до Земята. Потоците на ниско-енергийни протони могат да повредят слънчева батерия и причиняват понижаване на оптични тънки покрития. Дълъг престой във вътрешния пояс може да доведе до увреждане на живите организми радиация във вътрешността на космическия кораб под въздействието на високоенергийни протони.
В допълнение към земните радиационни пояси на Юпитер съществува и вероятно Сатурн и Меркурий. Радиационна колан Jupiter изследва САЩ космически кораб "Pioneer 10 'имат значително по-голяма дължина и по-голяма енергия и плътност на частиците на потоци частици от R. е. С радиация открити Saturn колан radioastronomical методи. Съветски и американски космически кораб са показали, че Венера, Марс и на Луната радиационните пояси не разполагат. магнитното поле на Меркурий е открита Американската космическа станция "Маринър-10" в участъка близо до планетата. Това прави възможно съществуването на Меркурий радиация колан.
Lit:. Vernov SN Vakulov PV Logatchev YI земните радиационни пояси в колекцията на СССР постижения в космически изследвания, Москва 1968 г., стр. 106; Космическа физика, преведено. от английски език. М. 1966; Твер BA Dynamics на Земята радиационни пояси, М. 1968 Roederer З. Радиационните Dynamics заловени геомагнитното поле платно. от английски език. М. 1972 Хес W. Радиационна пояс и магнитосфера транс. от английски език. М. 1972 Shabansky VP явления в околоземното пространство, М. 1972 Halperin YI рог LS Khazanov BI Измерване на радиация в пространството, М. 1972.
Фиг. 5. Част от магнитосферата на обяд меридиан за случаите, когато на Земята магнитни диполни ос, перпендикулярна на слънчевите лъчи. Стрелките показват областта, чрез които вятърни частици слънчеви проникват в магнитосферата.
Фиг. 3. Структурата на радиация ремъците (меридиан сечение съответства на обяд): I - вътрешната пояс: II - нискоенергийни протони колан; III - външен ремък; IV - quasicapture зона.
Фиг. 1. Движението на заредени частици в капана на геомагнитното капана. Частиците се движат в една спирала по магнитна линия на сила на земята и едновременно дължина спрея.
Фиг. 2. Повърхността е описано от частици (електрони) радиация колан; Основната характеристика на повърхността е параметър L; N и S - магнитните полюси на Земята.
Фиг. 4. Разпределението на плътност протон потоци на различни енергии над геомагнитно екватора. Криви съответстват потоци протони с енергия по-горе споменатите 1 - E P> 1 MeV; 2 - Е р> 1,6 MeV; 3 - Е р> 5 MeV; 4 - E P> 9 MeV; 5 - E P> 30 MeV.
Енциклопедия М. "съветски енциклопедия", 1969-1978
Прочетете също и в TSB:
Радиационно ефекти в твърди радиационни ефекти в твърди вещества, различни явления в твърди вещества, причинени от излагане на йонизиращо лъчение (потоци ядрени частици, рентгенови и грам-радиация). Взаимодействия.
Радиация Радиационна баланс баланс на атмосферата и повърхността под тях, размерът на приходите и разходите на лъчиста енергия се абсорбира и излъчвана от атмосферата и повърхността под тях. За атмосфера R. б. а.
излъчващ улавяне излъчващ улавяне на неутрони, ядрена реакция (п, г), където целевият ядрото улавя неутрон и възбуждане енергия, генерирана в сърцевината се излъчва като грам-лъчи. Вероятност R. S. ч.
Свързани статии