Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.2/2023(2))

Научная статья УДК 551.521.64 doi:10.37614/2949-1185.2023.2.2.011 СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕНТГЕНОВСКОГО И ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ В ДЛИТЕЛЬНЫХ СОБЫТИЯХ ВОЗРАСТАНИЯ Ю. В. Балабин1, А. В. Германенко1, Е. А. Маурчев1 2, Е. А. Михалко1, Б. Б. Гвоздевский1 1Полярный геофизический институт, Апатиты, Россия 2Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн имени Н. В. Пушкова Российской академии наук, Москва, Россия Автор, отвественный за переписку: Ю. В. Балабин, balabin@pgia.ru Аннотация Работа посвящена исследованию малоизученного явления: возрастанию во время осадков рентгеновского и гамма-излучения, приходящего из атмосферы. В данной работе внимание сосредоточено на анализе событий длительных возрастаний, которые происходят редко и отличаются от типичных событий возрастаний медленным ростом, наличием многих максимумов. Используется измеритель дифференциального спектра электромагнитного излучения в диапазоне 0,1-4 МэВ. Анализ спектров, измеренных в длительных событиях возрастания, показал, что характеристики спектров не отличаются от таких же характеристик в обычных возрастаниях. Делается вывод, что длительные события не отличаются от обычных и обусловлены теми же причинами. Ключевые слова: вторичные космические лучи, электромагнитная компонента, спектр излучения, возрастание, радионуклиды Благодарности: исследование выполнено при поддержке гранта РНФ № 18-77-10018. Original article SPECTRAL CHARACTERISTICS OF X-RAY AND GAMMA RADIATION IN LONG-TERM GROWTH EVENTS Y. V. Balabin1, A. V. Germanenko1, E. A. Maurchev1’ 2, E. A. Mikhalko1, B. B. Gvozdevsky1 1Polar Geophysical Institute, Apatity, Russia 2IZMIRAN, Moscow, Russia Corresponding author: Yu. V. Balabin, balabin@pgia.ru Abstract The work is devoted to the study of a little-studied phenomenon: an increase in X-ray and gamma radiation coming from the atmosphere during precipitation. In this work, attention is focused on the analysis of long-term increase events, which occur rarely and differ from typical increase events in slow growth and the presence of many maxima. A differential spectrum meter for electromagnetic radiation in the range of 0.1-4 MeV is used. An analysis of the spectra measured in long-term increase events showed that the characteristics of the spectra do not differ from the same characteristics in ordinary increases. It is concluded that long-term events do not differfrom ordinary ones and are due to the same reasons. Keywords: secondary cosmic rays, electromagnetic component, emission spectrum, increase, radionuclides Acknowledgments: this study was supported by the Russian Science Foundation Grant No. 18-77-10018. Введение Космические лучи являются глобальным фактором, воздействующим на Землю различным образом не только в верхних слоях атмосферы, но и по всей ее глубине и даже под землей. Взаимодействия первичной частицы космических лучей с ядром атома воздуха происходит на высотах 20 -25 км (Дорман, 1975; Хаякава, 1974). В результате этого взаимодействия в атмосфере возникают несколько компонент вторичных космических лучей (ВКЛ). Основными компонентами являются нуклонная (нейтроны, протоны, пионы; доля нейтронов подавляющая, около 90 %), электронно-мюонная и электромагнитная. В последнюю входят рентгеновские и гамма-кванты. Эти компоненты распространяются вглубь атмосферы, испытывая превращения из одной в другую и постепенно поглощаясь. Существенная связь имеется между электронно-мезонной и электромагнитной компонентами. Мезоны являются нестабильными частицами и распадаются. В результате распада возникают электроны, позитроны и гамма-кванты. Электроны и позитроны высоких энергий в атмосфере производят тормозное излучение, а гамма-кванты в результате взаимодействия с веществом производят электроны и позитроны (рождение пар) больших энергий. О каскадных процессах в атмосфере подробнее можно найти в работах (Беленький, 1948; Мурзин, 1988). В итоге на любой высоте в атмосфере присутствуют все три компоненты ВКЛ. При распространении вглубь атмосферы, как уже было сказано, происходит их постепенное ослабление. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2023. Т. 2, № 2. С. 94-103. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2023. Vol. 2, No. 2. P. 94-103. © Балабин Ю. В., Германенко А. В., Маурчев Е. А., Михалко Е. А., Гвоздевский Б. Б., 2023 94