宇宙射线的成分
据了解,宇宙射线,指的是来自于宇宙中的一种具有相当大能量的带电粒子流。1912年,德国科学家韦克多·汉斯带着电离室在乘气球升空测定空气电离度的实验中,发现电离室内的电流随海拔升高而变大,从而认定电流是来自地球以外的一种穿透性极强的射线所产生的,于是有人为之取名为"宇宙射线"。
2015年挪威科学家利用遥远太空中的宇宙射线来研究闪电和雷雨云的细节信息。
宇宙射线亦称为宇宙线,是来自外太空的带电高能次原子粒子。它们可能会产生二次粒子穿透地球的大气层和表面。射线这个名词源自于曾被认为是电磁辐射的历史。主要的初级宇宙射线(来自深太空与大气层撞击的粒子)成分在地球上一般都是稳定的粒子,像是质子、原子核、或电子。但是,有非常少的比例是稳定的反物质粒子,像是正电子或反质子,这剩余的小部分是研究的活跃领域。
大约89%的宇宙线是单纯的质子或氢原子核,10%是氦原子核或α粒子,还有1%是重元素。这些原子核构成宇宙线的99%。孤独的电子(像是β粒子,虽然来源仍不清楚),构成其余1%的绝大部分;γ射线和超高能中微子只占极小的一部分。
粒子能量的多样化显示宇宙线有着广泛的来源。这些粒子的来源可以是太阳(或其它恒星)上的一些程序或来自遥远的可见宇宙,由一些还未知的物理机制产生的。宇宙线的能量可以超过10^20eV,远超过地球上的粒子加速器可以达到的10^12至10^13eV,使许多人对有更大能量的宇宙线感兴趣而投入研究。
经由宇宙线核合成的过程,宇宙线对宇宙中锂、铍、和硼的产生,扮演着主要的角色。它们也在地球上产生了一些放射性同位素,像是碳-14。在粒子物理的历史上,从宇宙现中发现了正电子、μ和π介子。宇宙线也造成地球上很大部份的背景辐射,由于在地球大气层外和磁场中的宇宙线是非常强的,因此对维护航行在行星际空间的太空船上太空人的安全,在设计有重大的影响。
宇宙射线的来源究竟是哪?曾令科学家们也感到匪夷所思
亨利·贝克勒1896年发现放射性后,许多人认为大气中的电流(地球大气层的电离)仅来自于土中放射性物质或产生出的放射性气体(氡气的同位素)的辐射。1900至1910年,十年内逐增高度的电离率测量显示出一个能够通过空气对电离辐射的吸收解释的降值。其后,维克托·赫斯于1912年利用一个热气球,带着三台静电计,登上了5300米的高空。他探测到电离率增长到大约地面率的四倍。他得出的结论是“我的观察结果最好的解释是设想一种高穿透力的射线从上部进入大气层。”维克托·赫斯因为这次后人命名为“宇宙线”(cosmic rays)的发现于1936年获得诺贝尔物理学奖。
宇宙线大致可以分成两类:原生和衍生宇宙线。 来自太阳系外的天文物理产生的宇宙线是原宇宙线;这些原宇宙线会和星际物质作用产生衍生(二次)宇宙线。太阳在产生闪焰时,也会产生一些低能量的宇宙线。在地球大气层外的原宇宙线,确实的成分,取决于观测能量谱的哪些部分。不过,一般情况下,进入的宇宙线几乎90%是质子,9%是氦核(α粒子),和大约1%是电子。氢和氦核的比例(质量比氦核是28%)大约与这些元素在宇宙中的元素丰度(氦的质量占24%)相同。
其余丰富的部分是来自于恒星核合成最终产物的其它重原子核。衍生宇宙线包含其它的原子核,它们不是丰富的核合成或大爆炸的最终产物,原生的锂、铍、和硼。这些较轻的原子核出现在宇宙线中的比例远大于在太阳大气层中的比例(1:100个粒子),它们的丰度大约是氦的10。
这种丰度的差异是衍生宇宙线造成的结果。当宇宙线中重的原子核成分,即碳和氧的原子核,与星际物质碰撞时,它们分裂成较轻的锂、铍、硼原子核(此过程被称为宇宙射线散裂)。被发现的锂、铍和硼的能谱比来自碳或氧的更为尖细,这个值暗示有少数的宇宙射线散裂是由更高能量的原子核产生的,推测大概是因为它们是从银河的磁场逃逸出来的。散裂也对宇宙线中的钪、钛、钒和锰离子等的丰度负责,它们是宇宙线中的铁和镍原子核与星际物质撞击产生的(参见天然的背景辐射)。
即使卫星实验在原宇宙线中发现一些反质子和正电子存在的证据,但没有复杂的反物质原子核(例如反氦核)存在的证据。在原宇宙线中观测到的反物质丰度是符合它们也能由原宇宙线在深太空和普通物质撞击,在衍生宇宙线的程序中产生的理论。例如,一种在实验室中产生反质子的标准方法是以能量大于6GeV的质子去撞击其他的质子,而在原宇宙线中很轻易的就有许多质子的能量超过这个数值。无论是否在银河系中,当简单的反物质能够由这种程序产生时(不是在大气层的高层),它们仍可能传播遥远的距离抵达地球,而不会在星际空间中与其他的氢原子碰撞而湮灭。抵达地球的反质子特征是能量最多只有2GeV,显示它们产生的过程在基本上与宇宙线中的质子是截然不同的。
在过去,人们认为宙线的通量随着时间的推移一直是相当稳定。最近的研究显示,以1.5至2千年的时间尺度,有证据显示在过去的40,000年,宇宙线的通量是有变化的。
宇宙射线的成分
当宇宙线中重的原子核成分,即碳和氧的原子核,与星际物质碰撞时,它们分裂成较轻的锂、
为什么会闪电,为什么?
地球大气层每秒钟就受到数以千计的宇宙射线的轰击,其中许多宇宙射线跨越了星际距离 。1992 年,俄罗斯P.N.列别杰夫物理研究所的亚历克斯·古列维奇提出了宇宙射线可能催生闪 电的一种方式。当宇宙射线撞击地球大气层时,它可能击中空气分子,使其变成离子,从 而产生极为高能的电子。在接近暴雨云的电场...
太阳光有多少毫西弗
宇宙、自然界能产生放射性的物质不少,例如,太阳光等字宙射线,人体内的钾一40,岩石、土壤和水中都存在放射性物质。此外,日常生活中使用手机、看电视、坐飞机、抽烟也会产生放射线。具体地说,人们摄入的空气、食物、水中的辐射照射剂量每年约为0.25毫西弗,带夜光表每年有0.02毫西弗,乘飞机旅行2000...
国家为什么禁止未婚女航天员上太空?
不只是未婚,不论男女,未育的可能都不让上天。因为外太空宇没有空气层保护,宙射线对人身体的影响很大。它有可能造成精子、卵子畸形,先天缺陷的发生率会快速上升。国家这样做,也是为了保护航天员,让他们既为国家做了贡献,也不留下个人和家庭缺憾。算是国家对航天员的人性关怀吧 ...
今晚火星的小恒星央视13台是真的吗
不是。真相:火星不可能有小恒星。不但火星没有小恒星,太阳系中其他行星也不可能有小恒星。宙射线很常见。由于地球有磁层在起保护作用。火星Mars是太阳系八大行星之一,是离太阳第四近的行星,也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星,为太阳系里四颗类地行星之一。
AgX分别是什么颜色的?
AgCl,白色,不溶于水 AgBr,淡黄色,不溶于水 AgI,黄色,不溶于水 化学稳定性,由上到下逐渐变弱
反物质是什么
航天实验证明,阿尔法磁谱仪经受住r发射什空时的剧烈震动和严酷的太空工作环境的考验,运行状况良好,捕捉到许多带电粒子的踪迹,这些粒子是由次:}宙射线发出的.按照预定的计划,2001年2月,阿尔法磁谱仪被装载到阿尔法国际空间站上,进行长达3年的反物质空间探测. 人们如此热切地探求反物质,其目的不仅在于要证实理论的...
反物质究竟是什么?
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太空环境的环境特点
对宇宙微波背景辐射(宇宙大爆炸时遗留在太空的辐射)的研究证明,太空的平均温度为零下270.3℃。在太空中,不仅有宇宙大爆炸时留下的辐射,各种天体也向外辐射电磁波,许多天体还向外辐射高能粒子,形成琮宙射线。例如,银河系有银河宇宙线辐射,太阳有太阳电磁辐射、太阳宇宙线辐射(太阳耀班爆发时向外...
深层水的年龄如何判断?
由于宁宙射线的作用而生成的39Ar也可以代替14C进行年龄测定。的半衰期为270年,溶于水之后几乎不参与任何化学反应,是理想的海洋循环追踪剂。但是它的存在量太小,在现在的测定技术下需要大量的海水,所以未得到广泛利用。估计在将来使用高敏感度的分析法后它就会成为研究的主力军。
朝聪孕康: 宇宙射线的主要成份是质子,及其它核种从氦核到铁核以上,甚至微量的镧系元素
海沧区15571309141: 宇宙射线的成分有哪些? ?
朝聪孕康: 衍生宇宙线包含其它的原子核,它们不是丰富的核合成或大爆炸的最终产物,原生的锂、铍、和硼
海沧区15571309141: 请问大部分的宇宙射线是由什么组成的? ?
朝聪孕康: 大约89%的宇宙线是单纯的质子,10%是氦原子核(即α粒子),还有1%是重元素
海沧区15571309141: 自然界存在的射线是哪几种?分别是什么? - ?
朝聪孕康:[答案] 天然放射性来源 ⑴宇宙射线由初级宇宙射线和次级宇宙射线组成.初级宇宙射线是指从外层空间射到地球大气的高能辐射,主要成分为质子(83%~89%)、α粒子(10%~15%)及原子序Z≥3的轻核和高能电子(1%~2%),这种射线能量很高,可达...
海沧区15571309141: 宇宙射线有哪些?是怎么产生的啊~ - ?
朝聪孕康: 阿尔法,贝塔,伽马,X射线等等是由恒星等等宇宙天体自身发生核反应或发出脉冲等等多种形式发出的
海沧区15571309141: 宇宙射线的成分概述有哪些? ?
朝聪孕康: 例如,一种在实验室中产生反质子的标准方法是以能量大于6GeV的质子去撞击其他的质子,而在原宇宙线中很轻易的就有许多质子的能量超过这个数值
海沧区15571309141: 宇宙射线的历史起源 - ?
朝聪孕康: 宇宙线的起源通常指宇宙线中的主要成分──各种原子核的发射和加速过程.宇宙线在空间中的运动和分布,属于宇宙线的传播问题.宇宙线的起源和传播问题是彼此密切相关的:加速和传播阶段不能截然划分开;相当一部分初级宇宙线原子核...
海沧区15571309141: 宇宙线(宇宙射线) - 搜狗百科?
朝聪孕康: 宇宙辐射亦称为宇宙射线,是来自外太空的带电高能次原子粒子.它们可能会产生二次粒子穿透地球的大气层和表面.射线这个名词源自于曾被认为是电磁辐射的历史.主要的初级宇宙射线(来自深太空与大气层撞击的粒子)成分在地球上一般...
海沧区15571309141: 宇宙射线是什么东西? - ?
朝聪孕康: 所谓宇宙射线,指的是来自于宇宙中的一种具有相当大能量的带电粒子流.1912年,德国科学家韦克多·汉斯带着电离室在乘气球升空测定空气电离度的实验中,发现电离室内的电流随海拔升高而变大,从而认定电流是来自地球以外的一种穿透...