Physics of auroral phenomena : proceedings of the 35th Annual seminar, Apatity, 28 Februaru – 02 March, 2012 / [ed. board: A. G. Yahnin, A. A. Mochalov]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2012. - 187 с. : ил., табл.

“P h y sic s o f A u roral P h en om en a * Proc. XXXV A n n u al Sem inar, A p a tity, p p . 1 3 7 - 139, 2 0 1 2 © Kola Science Centre, Russian Academy o f Science, 2012 Polar Geophysical Institute ВАРИАЦИИ ЕСТЕСТВЕННОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ПРИЗЕМНОЙ АТМОСФЕРЕ НА РАЗЛИЧНЫХ ШИРОТАХ Ю.В. Балабин1, Н.М. Салихов2, О.Н. Крякунова2, Г.Д. Пак2, A.J1. Щепетов3, А.В. Германенко1, Э.В. Вашенюк1 'Полярный геофизический институт КНЦРАН, Апатиты, Россия. 'ДТОО "Институт ионосферы"АО "Национальный центр космических исследований и технологий", Алматы, Казахстан. }ФИАН\ Москва, Россия. Аннотация. Исследованы вариации естественного рентгеновского фона в приземном слое атмосферы в энергетическом диапазоне от 20 кэВ до сотен кэВ с разбиением на 2 поддиапазона. Измерения рентгеновского фона выполнены на трех станциях: г. Апатиты (Мурманская обл.), п. Баренцбург (арх. Шпицберген) и г. Алматы (Казахстан) с помощью сцинтилляционных детекторов. Обнаружена устойчивая связь возрастаний рентгеновского фона с выпадением осадков. Профили возрастаний на всех станциях достаточно близки по форме. Определены вариаций показателя энергетического спектра рентгеновского излучения во время возрастаний. Найдено, что во время возрастаний происходит ужесточение спектра (показатель уменьшается), кроме того, наблюдается линейная связь между амплитудой возрастания и относительной вариацией показателя: большей амплитуде возрастания соответствует более жесткий спектр. 1. Введение Исследования вариаций естественного рентгеновского (гамма) фона в приземном слое атмосферы, приходящего из верхней полусферы, в энергетическом диапазоне от 20 кэВ до 300-400 кэВ ведутся в ПГИ уже четвертый год. Используются детекторы на основе кристалла Nal размером 063x20 мм. Датчики, калиброванные по линиям Ат241 (27 и 60 кэВ), размещены на станциях космических лучей в Апатитах (Мурманская обл.) и Баренцбурге (арх. Шпицберген). Измерения проводятся в интегральных каналах >20 кэВ и >100 кэВ. Кроме того, в Апатитах параллельно регистрируется интенсивность осадков прибором, разработанным в лаборатории атмосферы Арктики ПГИ [1]. Аналогичные детекторы рентгеновского фона установлены на высокогорной станции космических лучей ФИАН в Казахстане на высоте 3200 м на Памире. При обработке данных получены интегральные каналы >30 кэВ и >80 кэВ. 2. Результаты измерений За несколько лет наблюдений на станциях ПГИ рентгеновского фона в приземной атмосфере зарегистрированы сотни событий (возрастаний). Эта накопленная база данных позволяет с хорошей статистической точностью выявить характерные особенности, присущие данным событиям. Во-первых, твердо установлено, что возрастания рентгеновского фона в 95 % (на ст. Апатиты) случаев происходят при осадках (твердых или жидких). Остальные случаи возрастаний приходятся на густые туманы, случающиеся в сильные морозы. Во-вторых, дополнительные эксперименты в Апатитах [2, 3] показали, что эти возрастания не связаны с какими-либо радионуклидами и затрагивают только электромагнитную компоненту естественного радиационного фона, в то время как в заряженной компоненте (протоны, электроны, мюоны) вариации отсутствуют. Согласно [4, 5], рентгеновское излучение в тропосфере имеет тормозную природу. В-третьих, в среднем амплитуды возрастаний зимой 1.5-2 раза меньше, чем летом (для Апатитов). В Баренцбурге сезонные изменения амплитуды отчетливо не заметны, однако, в целом возрастания на этой станции меньше, чем в Апатитах. Однако, до последнего времени наблюдения вариаций проводились только на полярных станциях ПГИ, не было ясно, присуще это явления только полярной атмосфере или нет. В работах [6, 7] исследовались вариации заряженной (электронов и мюонов) компоненты излучения, связанные с грозовой активностью в экваториальной зоне. После того, как начались измерения рентгеновского фона на Памире с помощью сцинтилляционного детектора, аналогичного применяющемуся в ПГИ, и были обнаружены вариации, связанные с осадками, можно считать, что данное явление присуще атмосфере в целом. При этом наблюдаемые возрастания не связаны с грозовой активностью, особенно это касается наблюдений на ст. Баренцбург (780 с.ш.). На всех трех станциях обнаружены возрастания гамма-фона, связанные с осадками (рис.1а-в). Возрастания наблюдаются круглый год (в Апатитах и Баренцбурге, в Алматы наблюдение проводятся 137