Радиационные пояса (от лат. Radiatio - излучаю) - внутренние слои магнитосфер планет, в которых содержатся високоенергийни заряженные частицы (в основном протоны и электроны).

Существование радиационных поясов Земли было предусмотрено еще в начале XX столетия, однако открыто и исследовано их только в начале космической эры.Они получили название поясов Ван Аллена в честь американского астрофизика Джеймса Ван Аллена.Впоследствии мощные радиационные пояса был обнаружен у планет-гигантов - Юпитера и Сатурна.

Радиационные пояса Земли

Радиационные пояса Земли условно делят на внутренний, заполненный преимущественно потоками протонов, и внешний, где основная роль принадлежит високоенергийним электронам.Частицы заполняют всю зону, где силовые линии магнитного поля замкнуты: от нескольких сотен километров над земной поверхностью до нескольких десятков тысяч километров, однако с неравномерной интенсивностью.

Первый (внешний) максимум интенсивности расположен на высоте около 3 земных радиусов (17 тыс.км).Здесь преобладают протоны с энергией несколько сотен килоелектронвольт и электроны с энергией 40-100 кэВ.

Второй (внутренний) максимум расположен на высоте около 3 тыс.км (половина земного радиуса.Средняя энергия электронов составляет 100 кэВ, а энергия протонов - 20-800 МэВ. Поток частиц во внутреннем поясе больше и стабильнее, чем во внешнем.Протоны высоких энергий благодаря большой проникающей способности представляют опасность для космонавтов.

В магнитосфере Земли длительное время могут существовать квазистационарных радиационные пояса.Их образования связывают с мощными вспышками на Солнце, а также с распадом радиоактивных элементов, было выброшено в атмосферу в результате ядерных испытаний.

Природа частиц

Основным механизмом генерации частиц, заполняющих радиационные пояса, считают распад т.н. нейтронов альбедо (нейтронов, образующихся в результате взаимодействия космических лучей с атмосферой, и направленных от Земли.Магнитное поле на них не влияет и они проходят сквозь него. Однако нейтроны нестабильны и распадаются на протоны, электроны и антинейтрино. В зависимости от направления и величины скорости частиц и напряжения магнитного поля в точке распада, электроны и протоны могут покинуть зону радиационных поясов или будут захвачены.

Другим механизмом является захват частиц солнечного ветра с хвоста магнитосферы и их постепенная диффузия (дрейф) до радиационных поясов под влиянием разнообразных вариаций магнитного поля (в частности, вследствие магнитных бурь.

Изменения напряженности и конфигурации магнитного поля приводит также к «высыпания» заряженных частиц с радиационных поясов. Обычно это происходит вблизи магнитных полюсов (где траектории частиц пролегают близко к поверхности Земли) вследствие взаимодействия с атмосферой. Столкновения с атомами атмосферы приводит к возбуждению последних и дальнейшего излучения ими света, наблюдается как полярное сияние.

Радиационные пояса других планет

Сведения о магнитном поле Юпитера и его радиационные пояса получено с помощью радиоспостережень и значительно дополнено благодаря полетам американских АМС Пионер-10, Пионер-11, Вояджер-1 и Вояджер-2. Радиационные пояса Юпитера заполнено электронами и протонами с энергией свыше 6 МэВ.

Комментарии:


Имя (обязательно)
E-mail (обязятельно)
Сайт

Комментарии(0) Подробнее