Введение к работе
Актуальность темы. Одной из основных задач при исследовании вариаций космических лучей в атмосфере Земли является восстановление энергетического спектра вариаций КЛ на границе атмосферы. Прямые измерения спектра КЛ на спутниках и высотных стратостатах в настоящее время не позволяют провести определение энергетического спектра модуляции и вариаций КЛ с достаточной полнотой из-за отсутствия однородного ряда данных в иирокой области энергий, охватывающих несколько циклов солнечной активности. Такие данные за длительное время существуют для различных компонент КЛ в атмосфере (наземные измерения нейтронной и шоонной компонент и измерения ОИК при зондировании атмосферы),а для восстановления по этим данным первичного спектра необходимо знание интегральных кратностей. И если для нейтронов и мюонов КЛ проведено много експериментов и расчЭтов, то для ОИК известны лишь кратности,определенные из 8кс-перименгальной зависимости интенсивности от жесткости геомагнитного обрезания в интервале 0.2-15 ГВ для глубин менее 250 Г/гаг. Однако изучение ряда интересных физических явлений , обнаруженных в последние годы,таких как нарушение связи интенсивности КЛ с параметрами солнечной активности , появление аномальных потоков ыа-лопробежшх частиц на больших высотах, зональная модуляция в них-ней атмосфере требует как знания кратностей при больших жесткос-тях и глубинах , так и раздельного определения интегральных кратностей для протонов и ядер первичных КЛ , что определить из экспериментальных данных по ОИК невозможно.
Цель работы.
1) Создание расчётной модели,предназначенной для получения ин
тегральных потоков различных компонент КЛ:
протонов, нейтронов, мезонов - при енергиях выше 10 МэВ;
электронов - при енергиях выше 0.2 МэВ;
7~квантов - при энергиях выше «, I МэВ
в точках с разными жесткостями на различных высотах в атмосфере
Земли.
а) Выбор вида аппроксимации (и численных значений её* параметров)
для описания характеристик вторичных частиц в нуклон-ядерном
взаимодействии.
б) Получение спектров вторичных компонент КЛ на различных высо
тах в атмосфере и сравнение их с експериментом.
в) Расчёт глобальной интенсивности общеионизующей компоненты КЛ
с учетом геометрической формы и размеров детектора ОИК.
2) Расчёт по разработанной модели интегральных кратностей ОИК
для первичных протоков и ядер КЛ в интервале жесткостей 0.5 ГВ -
- 100 ГВ.
3)Расчёт интегральных кратностей ОИК при различном соотношении протонов и ядер в первичном спектре КЛ.
Научная новизна работы.
-
В работе впервые наиболее полно и детально проведено сопоставление результатов экспериментов и расчётов спектров и интегральных потоков всех основных компонент КЛ при енергиях от ЫэВ до десятков ГеВ.
-
Впервые рассчитаны интегральные кратности ОИК для различных глубин и жесткостей, где их получение на основе экспериментальных данных весьма затруднительно.
-
Впервые получены вклады в интенсивность ОИК , создаваемые
только первичными протонами и только первичными ядрами.
Автор защищает следующие положения:
1) Вывод о том, что в рамках существующих аппроксимаций ха
рактеристик вторичных частиц в нуклон - ядерных взаимодействиях
разработанная расчетная модель описывает с единых позиций спектры
и интегральные потоки вторичных частиц при энергиях, начиная от
МеВ-ной области и до энергий в десятки ГеВ.
-
Получений результат указывает на то,что рассчитанные интегральные кратности и коэффициенты связи с хорошей точностью описывают зависимость от глубины и жесткости глобальной интенсивности ОЖ в минимуме Ск 1976 г.
-
Вывод о том, что изменение вклада ядер в поток первичных КЛ не приводит к изменению формы высотной зависимости интенсивности ОИК, превышающему 5%.
Научная и практическая ценность работы - определяется тем, что полученные результаты необходимы для восстановления спектра модуляции и вариаций КЛ , используемого для изучения вариаций КЛ; кроме того, разработка расчетной модели необходима для проведения расчетов радиационной обстановки, создаваемой солнечными и галактическими космическими лучами в верхних слоях атмосферы.
Апробация работы. Основные результаты работы представлены на 16, 17 и 21 Международных конференциях по космическим лучам в Киото(І978г.),Париже(І98Іг. )и Аделаиде(1990г.);на Всесоюзных конференциях по космическим лучам в Алма-Ате(1987г.) и Сочи(1989г.); на 8 Европейском Симпозиуме по космическим лучам (Италия,1982г.); на Международном семинаре КАПГ (Алма-Ата,1980г.) ; на Симпозиуме КАПГ по солнечно-зешой физике (Алма-Ата, 1984г.) ; на Всесоюзном семинаре по космофнзике и автоматизации (Алма-Ата,1936г.); на са-
минарзх в Долгопрудненской Научной Станции ФИАН и ИЗМИРАНе(1992г) и опубликованы в 10 работах.
Структура и объём диссертации. Диссертация объёмом 106 страниц состоит из введения, трёх глав, заключения,списка литературы, содержащего 108 названий, 21 рисунка, и 9 таблиц.
