Радиационные пояса


Радиационные пояса

Радиационный пояс — область магнитосфер планет, в которой накапливаются и удерживаются проникшие в магнитосферу высокоэнергичные заряженные частицы (в основном протоны и электроны).

Содержание

Радиационный пояс Земли

РПЗ (пояс Ван Аллена).

Другое название радиационный пояс Ван Аллена, от англ. Van Allen radiation belt.

Внутри магнитосферы, как и в любом дипольном поле, есть области, недоступные для частиц с кинетической энергией E, меньше критической. Те же частицы с энергией E<Екр, которые все-таки уже там находятся, не могут эти области покинуть. Эти запрещенные области магнитосферы называются зонами захвата. В зонах захвата дипольного (квазидипольного) поля Земли действительно удерживаются значительные потоки захваченных частиц (прежде всего, протонов и электронов).

Радиационный пояс Земли (РПЗ) в западной литературе обычно называется поясом Ван-Аллена. РПЗ был открыт американскими и советскими учеными (С.Н. Вернов и А.Е. Чудаков) в 1957—1958 годах и представляет собой в первом приближении тороид, в котором выделяется две области:

  • внутренний радиационный пояс на высоте ~ 4000 км, состоящий преимущественно из протонов с энергией в десятки МэВ;
  • внешний радиационный пояс на высоте ~ 17 000 км, состоящий преимущественно из электронов с энергией в десятки кэВ.

Зависимость положения нижней границы радиационного пояса — долготная. Над Атлантикой возрастание интенсивности начинается на высоте 500 км, а над Индонезией на высоте 1300 км. Если те же графики построить в зависимости от магнитной индукции В, то все измерения уложатся на одну кривую, что еще раз подтверждает магнитную природу захвата.

Между внутренним и внешним радиационными поясами имеется щель, расположенная в интервале от 2 до 3 радиусов Земли. Потоки частиц во внешнем поясе больше, чем во внутреннем. Различен и состав частиц: во внутреннем поясе протоны и электроны, во внешнем — электроны. Применение неэкранированных детекторов существенно расширило сведения о радиационных поясах. Были обнаружены электроны и протоны с энергией несколько десятков и сот килоэлектронвольт соответственно. Эти частицы имеют существенно иное, по сравнению с проникающими, пространственное распределение.

Максимум интенсивности протонов низких энергий расположен на расстояниях L~3 от центра Земли. Малоэнергичные электроны заполняют всю область захвата. Для них нет разделения на внутренний и внешний пояса. Частицы с энергией десятки кэВ непривычно относить к космическим лучам, однако радиационные пояса представляют собой единое явление и должны изучаться в комплексе с частицами всех энергий. Поток протонов во внутреннем поясе довольно устойчив во времени. Первые эксперименты показали, что электроны высокой энергии (E>1-5 МэВ) сосредоточены во внешнем поясе. Электроны с энергией меньше 1 МэВ заполняют почти всю магнитосферу. Внутренний пояс очень стабилен, тогда как внешний испытывает резкие колебания

Радиационные пояса планет

Радиоизображение Юпитера: яркие области (белые) — радиоизлучение радиационных поясов

Благодаря наличию сильного магнитного поля, планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) также обладают сильными радиационными поясами, напоминающими внешний радиационный пояс Земли.

История исследований

Радиоизлучение радиационного пояса Юпитера впервые было обнаружено в 1955 г., однако природа излучения тогда оставалась непонятной. Непосредственные измерения в радиационном поясе Юпитера впервые были проведены КА Пионер-10, прошедшим через его наиболее плотную область в 1973 г.

Существование радиационных поясов Земли было открыто в ходе полёта американского ИСЗ «Эксплорер-1» в 1958 г., сконструированного и построенного группой Ван Аллена (James van Allen), в честь которого они и были названы.

См. также

  • Starfish Prime — эксперимент по изучению высотного ядерного взрыва в условиях космического пространства.

Ссылки

Литература


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Радиационные пояса" в других словарях:

  • РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА — планет, внутренние области планетных магнитосфер, в которых собственное магнитное поле планеты удерживает заряженные частицы (протоны, электроны), обладающие большой кинетической энергией. Радиационные пояса Земли открыты в 1958 году группами… …   Современная энциклопедия

  • Радиационные пояса — планет, внутренние области планетных магнитосфер, в которых собственное магнитное поле планеты удерживает заряженные частицы (протоны, электроны), обладающие большой кинетической энергией. Радиационные пояса Земли открыты в 1958 году группами… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА — планет внутренние области планетных магнитосфер, в которых собственное магнитное поле планеты удерживает заряженные частицы (протоны, электроны), обладающие большой кинетической энергией. В радиационных поясах частицы под действием магнитного… …   Большой Энциклопедический словарь

  • РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА — области околопланетного пространства, в которых магнитное поле планеты удерживает заряженные частицы (протоны (см.), (см.), альфа частицы (см.)) с высокой кинетической энергией. Существуют у планет Земля, Юпитер, Сатурн, Меркурий. У Земли обычно… …   Большая политехническая энциклопедия

  • радиационные пояса — планет, внутренние области планетных магнитосфер, в которых собственное магнитное поле планеты удерживает заряженные частицы (протоны, электроны), обладающие большой кинетической энергией. В радиационном поясе частицы под действием магнитного… …   Энциклопедический словарь

  • РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА — планет, внутр. области планетных магнитосфер, в к рых собств. магн. поле планеты удерживает заряж. частицы (протоны, электроны), обладающие большой кинетич. энергией. В Р. п. частицы под действием магн. поля движутся по сложным траекториям из Сев …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА ЗЕМЛИ — внутренние области земной магнитосферы, в к рых магн. поле Земли удерживает заряж, ч цы (протоны, эл ны, альфа частицы и ядра более тяжёлых хим. элементов), обладающие кинетич. энергией от десятков кэВ до сотен МэВ. Выходу заряж. ч ц из Р. п. 3.… …   Физическая энциклопедия

  • РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА ВАН АЛЛЕНА — РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА ВАН АЛЛЕНА, две тороидальные области радиации, удерживаемые МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ Земли в верхних слоях АТМОСФЕРЫ. Названы по имени Джеймса ВАН АЛЕНА, открывшего их в 1958 г. Пояса состоят из заряженных частиц, несущих энергию от… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • Радиационные пояса Земли —         внутренние области земной магнитосферы, в которых магнитное поле Земли удерживает заряженные частицы (Протоны, Электроны, Альфа частицы), обладающие кинетической энергией от десятков кэв до сотен Мэв (в разных областях Р. п. З. энергия… …   Большая советская энциклопедия

  • Радиационные пояса Земли — Радиационный пояс область магнитосфер планет, в которой накапливаются и удерживаются проникшие в магнитосферу высокоэнергичные заряженные частицы (в основном протоны и электроны). Содержание 1 Радиационный пояс Земли 2 Радиационные пояса планет …   Википедия

Книги

Другие книги по запросу «Радиационные пояса» >>