РАДИАЦИОННЫЙ ПОЯС ЗЕМЛИ

Автор: 18.08.2010

radpoas РАДИАЦИОННЫЙ ПОЯС ЗЕМЛИ

РАДИАЦИОННЫЙ ПОЯС ЗЕМЛИ

РАДИАЦИОННЫЙ ПОЯС ЗЕМЛИ — зона радиации, захваченной земным магнитным нолем (см. Геомагнитная ловушка). Р.П.3. составляют заряженные частицы с энергией, намного превосходящей энергию тепловых частиц внешней ионосферы, совершающие упорядочное ограниченное движение в геомагнитном поле под действием силы Лоренца. Характер движения частиц Р.П.3. определяется структурой геомагнитного поля. Пространственное распределение и угловая анизотропия излучения (распределение интенсивности по питяуглам, или углам относительно силовой линии) определяются механизмами поставки и потерь частиц. Разделение пояса на внутренний п внешний является условным и объясняется, в основном, особенностями аппаратуры, применявшейся в первых космических экспериментах. В настоящее время установлено, что частицы Р.П.3. — электроны и протоны — заполняют всю область, где силовые линии геомагнитного поля замкнуты, от неск. сот км над поверхностью Земли до границы магнитосферы.

Распределение протонов хорошо изучено в диапазоне по энергиям от 100 кэв п выше; на небольших расстояниях от Земли (прибл. до 5000 км) преобладают протоны с энергией в десятки Мэв, с увеличением расстояния от Земли их спектр становится все более крутым. Макс, потоки протонов наблюдаются на расстоянии ~ 3,5 Я,; дрейф этих протонов (со ср. энергией я» 100 кэв) приводит к образованию кольцевого тока. Интенсивность протонов меняется как во внутр., так и во внешней зоне пояса, эти изменения совпадают по времени с магнитными бурями. Зарегистрировано появление протонов с энергиями в сотни кэв во внешних областях магнитосферы во время полярных суббурь; имеются указания на существование в Р.П.3., помимо протонов, также дейтронов, тритонов и а-частиц. Более подробные данные собраны о поведении электронов в Р.П.3.; как в области внутр., так и внешней зоны пояса наблюдаются большие потоки электронов с энергиями в десятки и сотни кэв. Спектр электронов также смягчается с увеличением расстояния от Земли; интересно, что в Р. П.3. наблюдаются также электроны с энергией > 780 кэв (порог В-распада нейтронов). Особенно большие вариации интенсивности и спектра электронов наблюдаются во внешних областях магнитосферы. Во время магнитных возмущений происходит резкое уменьшение интенсивности высокоэнергичной компоненты (с энергией порядка сотен кэв и более) и возрастание интенсивности мягких электронов (порядка десятков кэв), затем поток энергичных электронов постепенно возрастает и может превысить первоначальное значение. Поток низкоэнергичных электронов испытывает очень быстрые и сильные вариации.

Анализ экспериментальных данных позволил выделить ряд процессов, действующих на электроны внешней зоны пояса: быстрое неадиабатич. ускорение и быстрые потери (в колияестве энергии или в числе частиц), медленные потери (по-видимому, из-за рассеяния частиц), радиальную диффузию и адиабатич. ускорение. Однако многие детали физич. процессов и происхождения частиц Р.П.3. изучены еще недостаточно. Помимо естеств. Р. П. 3., существует и искусств. Р. П. 3., образовавшийся в результате амер. высотного термоядерного взрыва «Морская звезда» в 1962 г.  Этот пояс из электронов с энергией ~ 1 Мэв расположен на высоте 1000—2000 км; интенсивность его медленно спадает со временем в результате рассеяния и потерь энергии электронами, но до наст, времени он препятствует измерениям естеств. электронов в этой области пространства. Ср. интенсивности протонов и электронов в Р.П.3. приведены в табл. Частицы Р.П.3. представляют значит. радиац. опасность для полетов космонавтов.