Physics of auroral phenomena : proceedings of the 34th Annual seminar, Apatity, 01 - 04 March, 2011 / [ed.: A. G. Yahnin, A. A. Mochalov]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2011. - 231 с. : ил.

"Physics ofAuroral Phenomena ", Proc. XXXIV Annual Seminar. Apatity, pp. 197 - 200 2011 © Kola Science Centre, Russian Academy o f Science, 2011 Polar Geophysical Institute ВАРИАЦИИ ЕСТЕСТВЕННОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В АТМОСФЕРЕ Ю.В. Балабин, А.В. Германенко, Э.В. Вашенюк, В.А. Шишаев, Б.Б. Гвоздевский (Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия.) Аннотация. В Апатитах и Баренцбурге (арх. Шпицберген) на станциях космических лучей уже несколько лет проводится мониторинг естественного рентгеновского излучения в атмосфере. Найдено, что это излучение носит локальный характер: оно возникает непосредственно в приземном слое воздуха, но не связано с радиоактивностью, а является тормозным излучением электронов. На основе данных, полученных в 2009-2010 гг, произведен поиск вариации рентгеновского фона и его корреляции с суточной вариацией в космических лучах. Применен метод наложения эпох. Обнаружена суточная вариация рентгеновского фона, находящаяся в противофазе с вариацией на нейтронном мониторе в Апатитах. Аналогичная вариация в Баренцбурге существенно меньше по амплитуде. Исследованы вариации нейтронного фона, связанные с возрастаниями рентгеновского излучения, наблюдающимися при выпадении осадков. Оценки показывают, что амплитуда этих вариаций может вызываться увеличением интегральной толщины вещества в атмосфере над нейтронным монитором во время выпадения осадков. На станции космических лучей в ПГИ создана комплексная система мониторинга радиационного фона в различных видах излучений: нейтронной компоненты, низкоэнергичной заряженной и низкоэнергичной электромагнитной компонент. Мониторинг низкоэнергичного гамма (рентгеновского) фона на уровне земли, проводимого в ПГИ в течение ряда лет на двух станциях (Апатиты и Баренцбург) показывает возрастания, связанные с атмосферными осадками и достигающие до 50 % от фона. Существование избыточного излучения, связанного с атмосферными осадками и грозами является известным фактом [1, 2]. Следует отметить, что в субарктическом (Апатиты) и арктическом (Баренцбург) регионах, где проводятся наблюдения, грозы почти не наблюдаются. Подробно о возрастаниях гамма-фона во время осадков можно найти в предыдущих наших работах [3-5]. В данной статье основное внимание уделяется исследованию вариаций естественного рентгеновского излучения. 1. Комплексная система мониторинга В ПГИ на станции CKJT в Апатитах система мониторинга радиационного фона включает стандартный нейтронный монитор (НМ) 18-НМ-64, бессвинцовую секцию нейтронного монитора (БСНМ), сцинтилляционный спектрометр на основе кристалла Nal(Tl) (ССК) для измерения низкоэнергичного рентгеновского излучения, детектор заряженной компоненты. Также в систему включены датчики давления, температуры и осадков. В Баренцбурге установлены НМ 18-НМ-64, ССК, датчики давления и температуры. Привязка к точному времени на обеих станциях производится с помощью приемника GPS. Данные об осадках на этой станции берутся из метеорологического источника [6] Рабочим элементов сцинтилляционных спектрометров является кристалл Nal(Tl) диаметром 6 см и толщиной 2 см. Прибор был ранее разработан в ПГИ и применялся для измерений аврорального рентгеновского излучения на аэростатах в стратосфере [7]. Регистрация в интегральных каналах >20 и >100 кэВ позволяет получать непрерывную оценку интегрального спектра рентгеновского излучения. Детектор заряженной компоненты собран на газоразрядных счетчиках СТС-6. Счетчики располагаются в два горизонтальных ряда по 8 штук в ряду. Между рядами проложена пластина алюминия толщиной 5 мм. В каждом ряду счетчики включены по схеме “ИЛИ”, выходы от рядов поступают на схему совпадений. Используется выход с верхнего ряда (детектор общего потока радиации или ДОП) и со схемы совпадений нижнего и верхнего рядов (МК). Несмотря на то, что СТС-6 имеют малую эффективность по отношению к рентгеновскому излучению, верхний ряд регистрирует общий поток заряженной и электромагнитной компонент. Схема совпадений импульсов от верхнего и нижнего рядов позволяет выделить только энергичную заряженную компоненту, т.е. мюоны и электроны. Для измерения интенсивности осадков используется метод обратного рассеяния ИК-излучения каплями дождя. Датчик изготовлен в ПГИ лабораторией атмосферы Арктики. Он не калиброван в абсолютных единицах, используется только для качественных оценок интенсивности осадков. 2. Суточная вариация в различных видах излучений Вариации потоков радиации в нейтронной и мюонной компонентах хорошо изучены [8]. Они обусловлены как глобальными геофизическими факторами (вращение Земли, геомагнитная активность), так и локальными (температурная и барометрическая вариации). Вариации имеют как периодический характер Введение 197