Труды КНЦ вып.5. ГЕЛИОГЕОФИЗИКА. 8/2019(10)

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.8.235-239 УДК 524.1 Е.А. Маурчев, Ю.В. Балабин КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ОБРАЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ ЧАСТИЦ И СКОРОСТИ ИОНИЗАЦИИ ЗЕМЛИ ПОТОКАМИ ЯДЕР АЗОТА И КИСЛОРОДА ГАЛАКТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ Аннотация Рассматривается численное моделирование прохождения ядер элементов с Z>2 (азота и кислорода) галактических космических лучей через атмосферу Земли. Для вычислений используется программный комплекс RUSCOSMICS, основанный на методе Монте-Карло и пакете для разработки программ GEANT4. Получен результат в виде высотных профилей частиц вторичной компоненты и скорости ионизации. Ключевые слова: космические лучи, метод Монте-Карло, физика частиц, радиационная безопасность Е.А Maurchev, Yu.V. Balabin QUANTITATIVE EVALUATION OF SECONDARY PARTICLES FORMATION AND THE EARTH IONIZATION RATE BY THE NITROGEN AND THE OXYGEN FLUXES OF THE GALACTIC COSMIC RAYS Abstract A numerical simulation of the transport of nuclei of elements with Z> 2 (nitrogen and oxygen) of galactic cosmic rays through the Earth’s atmosphere is considered. For calculations the RUSCOSMICS software package is used, based on the Monte Carlo method and the GEANT4 software development toolkit. The result is obtained in the form of high-altitude particle profiles of the secondary component and ionization rate. Keywords: cosmic rays, Monte Carlo method, particle physics, radiation safety Введение Основными частицами, входящими в состав первичных галактических космических лучей (ГКЛ) и солнечных космических лучей (CKJ1), являются протоны, их доля может составлять более 90 %. Оставшаяся часть потока состоит из электронов и ядер с зарядовым числом Z > 2. Вторгаясь в вещество атмосферы Земли эти частицы также, как и протоны, испытывают серии взаимодействий (в основном, с ядрами азота и кислорода), теряя свою энергию как в электромагнитных, так и в ядерных реакциях, в ходе которых рождаются целые каскады вторичных частиц (электроны, протоны, нейтроны, каоны, мюоны, гамма-кванты) [1]. Современные подход к исследованию частиц вторичных KJ1 в атмосфере Земли включает в себя как экспериментальные методы [2], так и численное моделирование, например [3,4]. В ПГИ был разработан специальный модуль RUSCOSMICS [5,6], позволяющий детально изучать характеристики каскадов KJI и получать их в виде количественных значений энергетических спектров, 235