Труды КНЦ вып.9 (ГЕЛИОГЕОФИЗИКА вып. 5/2018(9))

2. Изучение частиц вторичных КЛ в нижней атмосфере Земли Хорошо известно, что в результате взаимодействия протонов первичных КЛ с веществом атмосферы Земли (прежде всего, с азотом и кислородом), рождаются каскады вторичных частиц [5]. Начиная с высоты примерно 80 км и до ~ 15-20 км над уровнем моря протоны ГКЛ теряют свою энергию в основном через процесс ионизации. Начиная с плотных слоев атмосферы, протоны с энергиями E~1 ГэВ способны участвовать в неупругих соударениях, передавая до половины своей энергии вторичным частицам. Этот процесс может продолжаться от нескольких до десятков раз, в зависимости от энергии первичного протона. Таким образом, используя детекторы заряженной компоненты или нейтронные мониторы различных конфигураций, возможно фиксировать вторичные частицы, частично или полностью восстанавливая информацию о протонах первичных КЛ [6]. В то же время, вычислять параметры потоков вторичных КЛ с помощью детекторов весьма сложно, поскольку это требует большой статистики, что, в свою очередь, приводит к необходимости проводить ряд дорогостоящих экспериментов. Помимо дороговизны, не всегда есть возможность провести эксперимент в нужном месте и в нужное время. Поэтому для исследования и оценки параметров КЛ в атмосфере Земли гораздо эффективнее использовать комбинированную методику, включающую в себя данные, полученные путем как реальных, так и модельных экспериментов. При моделировании прохождения КЛ через атмосферу Земли был использован программный пакет, описанный в статье [7]. Генератор первичных частиц, расположенный на верхней границе (80 км) столба атмосферы Земли, задавался в виде точечного источника, что является оптимальной конфигурацией. В ходе экспериментов было выявлено, что различия в его параметризации (к примеру, задание пространственного распределения) влияет только на скорость вычисления (при равномерном распределении статистика набирается чуть медленнее) и в целом не сказывается на исходном результате. Поэтому для всех последующих расчетов использовалась наиболее оптимальная конфигурация, рис. 2. ШЩ ш ш / / ■ -T- . \ • - ■ . - x-z Р 1 " ! ! V, eiiiiiiiiii Y - Z X - Y Рис. 2. Иллюстрация моделирования прохождения протона с энергией E=100 ГэВ через 80 км атмосферы, а также рождение каскада вторичных частиц. Геометрия в виде слоев изображена синим цветом, треки частиц также разделены по цветам: красный цвет отображает положительный заряд частицы, синий - отрицательный, белым цветом показаны нейтроны, зеленым - гамма- кванты. 78