Kosmické záření

Z Enpedie
Přejít na: navigace, hledání

Kosmické záření bylo objeveno v r. 1912, kdy rakouský fyzik Victor Franz Hess při letu balónem pozoroval vzrůstající rychlost vybíjení Wulfova elektrometru v závislosti na rostoucí nadmořské výšce.

Dnes víme, že je to vysokoenergetické záření, které dopadá na zemský povrch z vesmíru a z vrstev zemské atmosféry. Horní vrstvy atmosféry sahají do výšek několika desítek km a radiační pole je zde tvořeno jednak zářením zemských radiačních pásů a jednak sluneční a galaktickou složkou kosmického záření.

Radiační pásy tvoří oblast sahající až 50 km nad Zemí a obsahují elektricky nabité částice, které byly zachyceny zemským magnetickým polem. Solární složka kosmického záření je tvořena většinou protony, jádry hélia a některými lehkými ionty emitovanými při erupcích na Slunci. Při sluneční erupci vzroste např. hustota toku emitovaných protonů až o dva řády.

Galaktická složka kosmického záření je tvořena opět protony (až 90 %) a jádry hélia (cca 10 %), dále jádry s atomovým číslem větším než 2, elektrony a fotony. Její původ je mimo oblast Sluneční soustavy a to ve výbuších supernov, jak ukázaly poslední výsledky výzkumu pomocí sondy Fermi.

Vzhledem k naší planetě rozlišujeme primární a sekundární složku kosmického záření. Primární složka, nad hranicí atmosféry, obsahuje hlavně protony a jádra hélia. Sekundární složka vzniká interakcí primární složky s atomy a molekulami atmosféry a tvoří ji rychlé protony, neutrony, piony, deuterony, tritony a další těžší jádra. Piony se rychle (jejich doba života je 10-8 až 10-17 s) přeměňují na miony a fotony s vysokou energií (až 70 MeV). Tyto fotony pak vytvářejí v atmosféře elektron-fotonové spršky.

Průměrná hustota toku částic kosmického záření při mořské hladině je řádově 10-8 až 10-6 částic na m2 za sekundu a stoupá s nadmořskou výškou, přičemž se liší pro částice různého původu a různých energií. Např. na plochu Země 1 km2 dopadnou 1 až 2 miony za 1 sekundu, zatímco kosmická částice o energii větší než 1020 eV tam dopadne pravděpodobně jen jednou za 100 let. Kromě přímého ozařování povrchu Země vytváří kosmické záření tzv. kosmogenní radionuklidy při jaderných reakcích s atomy atmosféry, vody a půdy. Jsou to např. radioizotopy tritium 3H, 14C, 7Be, 10Be a další.