Наши космические пути

Коллектив авторов

На борту космического корабля были установлены еще три блока, заполненные толстослойной ядерной фотоэмульсией, не проявляемой в полете.

Блок ФЭ-2, предназначенный для регистрации элементарных процессов ядерного взаимодействия частиц высокой энергии (в области 10¹² электроновольт и выше), содержал эмульсионную стопку, составленную из многих слоев ядерной фотоэмульсии. Толщина каждого слоя составляла 400 микрон. Размер его — 1О x 10 сантиметров. Между эмульсионными слоями размещались тонкие, порядка 1 миллиметра, «мишени» из легкого вещества.

Наличие

в ядерной эмульсии атомов серебра и брома и помещенные «мишени» из легкого вещества дают возможность регистрировать случаи взаимодейстия нуклонов высокой энергии как с тяжелыми ядрами эмульсии, так и с легкими ядрами помещенных «мишеней».

Генерируемые в актах ядерного взаимодействия частиц высокой энергии нейтральные тг-мезоны дают начало фотонным ливням, для регистрации которых в блоке ФЭ-2 был установлен специальный детектор, располагавшийся под эмульсионной стопкой. Этот детектор состоял из 7 свинцовых пластин толщиной 5 миллиметров каждая (что соответствует одной лавинной единице длины). Между свинцовыми пластинами помещались ядерная эмульсия и люминесцентные индикаторы ливней, облегчающие обнаружение конкретных актов взаимодействия.

Анализ случаев электронно-фотонных ливней, зарегистрированных в ядерной эмульсии, дает некоторую количественную характеристику их, в том числе и энергию, передаваемую при взаимодействиях тг-мезонам. Знание этой энергии, а также анализ соответствующих событий, зарегистрированных в эмульсионной стопке, дает возможность определить некоторые параметры данного ядерного взаимодействия.

Таким образом, сопоставление полученных количественных характеристик для актов взаимодействия частиц первичного космического излучения высокой энергии с легкими и тяжелыми ядрами позволит выяснить специфику и дать некоторое заключение о механизме этого взаимодействия. Особый интерес здесь представит выяснение характера взаимодействия многозарядных частиц высокой энергии, исследование которого не представляется возможным в наземных условиях.

Для исследования многозарядных частиц в составе первичного космического излучения на борту были установлены фотоблоки Ф-1 и Ф-2. Блоки Ф-1 и Ф-2 представляли собой эмульсионные стопки объемом 0,8 литра каждый.

В настоящее время эмульсии обрабатываются в лабораториях. Одна из микрофотографий типичного ядерного взаимодействия, зарегистрированного в эмульсии, находившейся на борту космического корабля-спутника, показана на снимке.

Регистрация уровней (доз) космической радиации

Наличие в межпланетном пространстве космических лучей и радиационных поясов вблизи Земли представляет реальную опасность для полетов будущих путешественников в межпланетное пространство.

Космические лучи, состоящие из заряженных частиц больших энергий, подобно любой другой ионизирующей радиации, несомненно, биологически опасны. Однако благодаря тому, что число частиц космического излучения за пределами земной атмосферы мало (2 частицы на один квадратный сантиметр в секунду), создаваемая ими доза радиации относительно невелика (100 миллирентген за сутки, что лишь в два раза превышает принятую в настоящее

время допустимую дозу).

За последнее время экспериментально доказано, что иногда возникает временное увеличение интенсивности космических лучей, связанное, вероятнее всего, с проявлением солнечной активности.

Установлено, что в момент вспышек космического излучения интенсивность его возрастает в тысячи раз. При этом доза радиации увеличивается до десятков рентген в час, что уже представляет реальную радиационную опасность.

Каких-либо закономерностей о времени вспышек космического излучения установить пока не удается.

Однако защита от солнечных вспышек космического излучения представляется вполне реальной.

Как известно, существуют радиационные пояса, представляющие собой зоны высокоинтенсивного излучения, состоящего из заряженных частиц, пойманных в ловушку, созданную магнитным полем Земли.

Исследованиями, проведенными на искусственных спутниках и космических ракетах, установлено, что вокруг Земли имеются две зоны излучений высокой интенсивности. Внешняя зона радиации простирается в плоскости экватора от 14 тысяч километров до 50-55 тысяч километров от поверхности Земли. В интервале 55-70° геомагнитных широт внешняя зона опускается до 4270-300 километров.

По составу излучения внешняя зона состоит из электронов широкого энергетического спектра. Поток электронов по всем направлениям, согласно данным, полученным различными авторами, составляет 10⁸—10¹⁰ частиц на квадратный сантиметр в секунду.

Такой поток электронов может создать поверхностную дозу около 10⁶ рентген в час. Однако электроны внешней зоны радиации легко поглощаются, и уже под защитой одного грамма легкого вещества на квадратный сантиметр поверхности доза радиации в этой зоне будет составлять всего лишь десятки рентген в час.

Таким образом, весьма незначительная защита может свести радиационную опасность во внешней зоне до минимума. Вместе с тем длительное пребывание в области максимума интенсивности внешней зоны может явиться опасным.

Экспериментами, проведенными на космических ракетах, установлено, что граница и максимум интенсивности радиации во внешней зоне меняются во времени Это создает дополнительные трудности в учете влияния радиации при космических полетах. Поэтому одной из важных задач является продолжительное наблюдение за границей внешней зоны и ее радиационной активностью, особенно в области высоких геомагнитных широт.

Внутренняя зона радиации располагается на высотах от 600 до 5000 километров от поверхности Земли. Частицы, входящие в состав внутренней зоны, — преимущественно протоны с энергией до 100 миллионов электроновольт. Наблюдаются также электроны, энергия которых не превышает 10⁶электроновольт. Излучение во внутренней зоне более жесткое, чем во внешней. Доза радиации под защитой одного грамма легкого вещества на квадратный сантиметр поверхности составляет здесь порядка 10 рентген в час и весьма медленно убывает с увеличением защиты.