Исследование нейтронной компоненты радиационного фона Луны. Часть I

040314 2036 3 Исследование нейтронной компоненты радиационного фона Луны. Часть I

 

Нейтронная компонента радиационного фона Луны возникает в приповерхностном слое вещества в ядерных реакциях под воздействием энергичных заряженных частиц галактических и солнечных космических лучей. Нейтроны с энергиями от 1 до 20 МэВ образуются при раскалывании ядер вещества в приповерхностном слое толщиной в 1-2 м. Нейтроны практически не проникают на глубину более 2 м, и их значительная часть выходит с поверхности, образуя поток нейтронного излучения Луны. Поток и энергетический спектр нейтронов на заданной глубине в веществе грунта и на поверхности формируется в результате большого числа столкновений нейтронов с ядрами в реакциях неупругого рассеяния, а также при поглощении нейтронов в ядерных реакциях захвата. Расчеты показывают, что энергетический спектр слабо зависит от состава основных породообразующих элементов, но может существенно изменяться при наличии в грунте водорода, а также зависит от содержания хлора и некоторых других редкоземельних элементов. Все это требует детального исследования.

Присутствие в грунте ядер водорода (протонов) приводит к существенному повышению эффективности замедления энергичных нейтронов и приобретения ими тепловой энергии окружающих ядер. Это связано с тем, что при столкновениях энергичных нейтронов с протонами (ядрами водорода) они передают водороду существенную часть своей энергии, так как обе частицы имеют одинаковую массу.

 

Рассчитанная зависимость потока надтепловых нейтронов с поверхности Луны показывает его существенное ослабление при повышении содержания водорода в веществе грунта. Добавление всего 100 частиц водорода на миллион тяжелых ядер вещества приводит к ослаблению потока надтепловых нейтронов на 4,5%.

 

Интегральный поток нейтронного излучения с поверхности в первом приближении пропорционален внешнему потоку энергичных частиц от галактических космических лучей или от Солнца. Численные оценки показали, что с поверхности Луны выходит примерно 0,1 или 10 вторичных нейтронов в пересчете на один протон с энергией 100 МэВ или 1 ГэВ, попавший в грунт. Известно, что поток галактических космических лучей во внутренней части Солнечной системе в окрестности орбиты Земли изменяется в течение 11-летнего солнечного цикла. При усилении солнечной активности поток галактических космических лучей ослабляется вследствие расширения плазменной гелиосферы Солнечной системы. Напротив, при ослаблении солнечной активности гелиосфера сжимается, и поток галактических лучей во внутренних областях Солнечной системы возрастает. Измерения показывают, что изменение потока космических лучей может составлять 1,5-2 раза. Непосредственные измерения плотности и энергии вторичных нейтронов в течение солнечного цикла имеют как научную, так и сугубо практическую ценность.

 

040314 2036 4 Исследование нейтронной компоненты радиационного фона Луны. Часть I

КА «Марс Одиссей»

 

Кроме галактических космических лучей поверхность Луны подвергается воздействию потоков заряженных частиц от Солнца, которые могут эпизодически генерироваться во время солнечных вспышек, сопровождаемых солнечными протонными событиями. Следует напомнить, что измерения вторичного нейтронного излучения от Марса приборами КА «Марс Одиссей» показали, что во время наиболее мощных солнечных вспышек (например, в октябре-ноябре 2003 г.) интегральный поток вторичных нейтронов от Марса (так же, как и от Луны), может в течение нескольких дней превысить аналогичный поток в условиях спокойного Солнца более чем в 1000 раз. Это означает, что в периоды максимума солнечной активности интегральная радиационная доза на поверхности Луны может в основном определятся вкладом мощных солнечных протонных событий и в десятки раз превышать интегральную дозу от радиационного фона на Луне в условиях спокойного Солнца.

 

040314 2036 5 Исследование нейтронной компоненты радиационного фона Луны. Часть I

Результаты численного моделирования лунного нейтронного излучения должны быть сопоставлены с измеренными данными. С этой целью на лунную орбиту и на поверхность Луны должны быть доставлены приборы для лунной радиационной разведки.


Найти на unnatural: Исследование нейтронной компоненты радиационного фона Луны Часть
Автор: admin | 4 Апрель 2014 | 154 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100