«Адвокаты» НАСА, американские пропагандисты, когда им сообщают о проблеме радиации в РПЗ и окололунном пространстве, об отсутствии защиты от радиационного протонного фактора у американских «космических» аппаратов, приводят «аргумент» о том, что поток протонов с энергией от 100 до 1000 МэВ в РПЗ имеет малую плотность, что аналогичный протонный поток в солнечном ветре очень незначителен. На этом основании, пропагандисты НАСА, США делают вывод о незначительном вкладе в общую дозу облучения американских «космонавтов».
Некоторые пропагандисты НАСА уверены, что протонов с энергиями более 100 МэВ в РПЗ нет, и не может быть. Некоторые верят мифологии НАСА, что предельная энергия протонов составляет 800 МэВ, что такие значения достижимы только во время солнечных вспышек. Подобные измышления не подтверждаются в самых разных источниках информации о том, что обнаружено в структуре Радиационных поясов Земли, на самом деле: «Протонная составляющая радиационных поясов. На рис.1 приведено распределение протонов различных энергий в плоскости геомагнитного экватора. По оси абсцисс отложен параметр L, по оси ординат — плотность потока протонов в см-2 с-1. На этом рисунке представлены усредненные по времени значения плотности потоков протонов по данным советских и зарубежных авторов, относящиеся к периоду I96I — I975 гг. Отечественные результаты получены в основном на ИСЗ серии „Электрон“, „Космос-157“ и „Молния-1“. Обобщенные данные иностранных авторов приводятся по работе /25/. В области L> 6 приводятся значения плотностей потоков протонов, экстраполированные к экватору по результатам измерений на ИСЗ серии „Молния-1“ в предположении изотропного распределения протонов». [1] Оказывается, что протоны с энергией от 100 до 1000 МэВ, выделено красным прямоугольником, существуют в РПЗ в достаточном количестве. Такие частицы присутствуют даже тогда, когда солнечная активность отсутствует. Солнечные бури не проявляются, но поток протонов с указанными энергиями есть. Они могут представлять угрозу для реальных космонавтов, которые находятся в аппаратах с толщиной защиты всего 10 г/см². От потока протонов в 1000 МэВ требуется защита толщиной 400 г/см². Она должна быть больше, чем величина свободного пробега таких протонов в алюминии.
Рис. 1 Усредненные по времени профили плотности потоков протонов в плоскости геомагнитного экватора (цифры у кривых соответствуют нижнему пределу энергии протонов в МэВ). [1] Но даже если предположить, что основная доля протонов высокой энергии приходится на протоны с энергией 100—400 МэВ, это не спасет американскую версию о надежной защите американских аппаратов от радиации. «Командный модуль» Аполлон, по версии НАСА, имел толщину защиты 7,5 г/см², при протонах 100 МэВ необходима толщина защиты более 9,8 г/см² — это величина пробега такого протона в алюминии. При энергии 400 МэВ ситуация становится еще хуже, фактически аномальной, нужна толщина защиты от радиации более 100 г/см², которую американские сказочники не называли. В другой публикации, более лояльной к американской версии показано, что таких протонов в РПЗ в период отсутствия солнечных вспышек достаточно для создания проблемы для реальных космонавтов в космических кораблях со слабой защитой. При этом не учитывается фактор наведённой радиоактивности, когда обшивка аппарата, сделанная из алюминия, длительное время сама становится источником слабого и среднего радиоактивного излучения, которое в перспективе неминуемо приведет к гибели живого человека. Ниже приведены графики из публикации. [2]
Слева расположен график Распределения интегральных потоков протонов в плоскости экватора. Справа график Распределения протонов с энергией> 1, 5, 20 и 100 МэВ. Красными окружностями указаны протоны с энергией 100—400 МэВ. Впрочем, в этой статье, где старательно избегается упоминание о существовании протонов с энергией до 1000 МэВ встречается и такие значения энергии « Е0= 938 МэВ». При этом мифология НАСА утверждает, что зона с протонами высоких энергий существует только в узком отдельном пространстве, которое некоторые исследователи называют внутренняя часть пояса РПЗ. Этот миф старательно поддерживают американские пропагандисты, которые существуют на американские подачки. Стандарты СССР прямо показывают существование протонов в РПЗ: «Настоящий стандарт устанавливает модель пространственного и энергетического распределения плотности потока протонов с энергией 100
Если бы такой запрет в официальных документах СССР существовал, то это было бы равнозначно признанию американских полетов программ «Джемини», «Аполлон» и «Спейс шаттл» фальшивками. Если признать факт, что руководству СССР хорошо заплатили за признание реальными «полетов» американских «космонавтов» в рамках программы «Аполлон», то такое отсутствие запрета полетов в РПЗ становится понятным. Рушится и другой миф о том, что в окололунном пространстве, при расчете общей дозы потоком протонов можно пренебречь, кроме мощных солнечных вспышек. Различные публикации сообщают о следующей плотности потоков протонов: «Средние характеристики солнечного ветра на орбите Земли: скорость 400 км/с; во время вспышек — до 1 200 км/с; Плотность протонов — 6 см-3; Плотность потока протонов 2,4 х 108/см² · сек; Плотность потока кинетической энергии 0,3 эрг/см² · сек». [4]
При возникновении солнечных вспышек различной категории, плотность протонов в солнечном ветре становится еще больше. БСЭ, сведения о плотности потока протонов: «Внутренний радиационный пояс характеризуется наличием протонов высоких энергий (от 20 до 800 Мэв) с максимумом плотности потока протонов с энергией Ep> 20 Мэв до 104/ (см²·сек)» Если верить этим данным, то говорить о том, что протонной составляющей солнечного ветра можно пренебречь, это большое преувеличение. Нет никаких оснований не доверять этим источникам информации. Аналогичные сведения имеются в других публикациях о том, что «солнечный ветер» проявляется в отсутствии мощных солнечных вспышек: «Солнечный ветер (СВ) — поток плазмы, электронов и ионов, преимущественно протонов, из солнечной короны. Спокойный солнечный ветер — постоянный поток солнечной плазмы над корональными стриммерами. Скорость спокойного солнечного ветра 300—500 км/с, плотность 10—15 см—3… Бомбардировка энергическими частицами. Помимо непрерывно «дующего» солнечного ветра наше светило служит источником энергичных заряженных частиц (протоны, ядра атомов гелия и электроны) с энергией 106- 109 электронвольт (эВ). Их называют солнечными космическими лучами. Расстояние от Солнца до Земли — 150 млн. километров наиболее энергичные из этих частиц покрывают за 10—15 мин. Основным источником солнечных космических лучей являются хромосферные вспышки». [5], [6]
«Солнечный ветер — непрерывный поток плазмы солнечного происхождения, распространяющийся Приблизительно радиально от Солнца и заполняющий собой Солнечную систему до гелиоцентрических расстояний ~100 а. е. Солнечный ветер образуется при газодинамическом расширении солнечной короны в межпланетное пространство. При высоких температурах, которые существуют в солнечной короне, давление вышележащих слоев не может уравновесить газовое давление вещества короны, и корона расширяется. Первые свидетельства существования постоянного потока плазмы от Солнца получены Л. Бирманом (ФРГ) в 1950-х гг. по анализу сил, действующих на плазменные хвосты комет. В 1957 г. Ю. Паркер (США), анализируя условия равновесия вещества короны, показал, что корона не может находиться в условиях гидростатические равновесия, как это раньше предполагалось, а должна расширяться, и это расширение при имеющихся граничных условиях должно приводить к разгону коронального вещества до сверхзвуковых скоростей. Впервые поток плазмы солнечного происхождения был зарегистрирован на второй советской космической ракете „Луна-2“ в 1959 г. Существование постоянного истечения плазмы из Солнца было доказано в результате многомесячных измерений на американской АМС „Маринер-2“ в 1962 г». [7] Другими словами, солнечный ветер не является следствием солнечных вспышек. Это постоянный фактор, который проявляется постоянно, но меняется в зависимости от солнечной активности. Средние характеристики Солнечного ветра приведены в таблице 1.
В солнечном ветре присутствуют протоны, плотность потока которых сопоставима с плотностью потока протонов в РПЗ. Пренебрегать этим фактором для определения общей дозы облучения невозможно. Это означает, что протонная бомбардировка алюминиевой обшивки реального космического корабля будет проходить в той или иной степени все время, пока аппарат будет находиться за границами Магнитного поля Земли. История открытия наведенной, искусственной радиации хорошо известна. В 1934 году Фредерик и Ирен Жолио-Кюри изучали взаимодействие альфа-частиц с атомами алюминия. Оказалось, что алюминий испускал при бомбардировке альфа-частицами радиоактивное излучение, которое регистрировалось счетчиком Гейгера. Радиоактивное излучение не прекращалось сразу после того, как источник альфа-лучей убрали. Оно быстро спадало согласно экспоненциальной зависимости. Эксперимент супругов Кюри в камере Вильсона показал, что это излучение представляет собой поток позитронов. Эти частицы были открыты при регистрации космических лучей. Альфа-частица, представляющая собой ядро гелия, сталкивалась с ядром алюминия. Она выбивала из ядра изотопа алюминия нейтрон. После этого образовывалось ядро радиоактивного изотопа фосфора. Эту догадку супругов Кюри удалось доказать химическим экспериментом, с помощью которого удалось выделить и обнаружить по радиоактивности ничтожное количество фосфора. Изотоп невозможно было бы разглядеть ни в один микроскоп. Кроме этого изотоп фосфора исчезал, он превращался в стабильный изотоп кремния: «Нужны были новые доказательства, и, прежде всего, требовалось выделить соответствующий радиоактивный изотоп.
Опираясь на исследования Резерфорда и Кокрофта, Ирен и Фредерику Жолио-Кюри удалось установить, что происходит с атомами алюминия при бомбардировке их альфа-частицами полония. Сначала альфа-частицы захватываются ядром атома алюминия, положительный заряд которого возрастает на две единицы, вследствие чего оно превращается в ядро радиоактивного атома фосфора, названного учеными «радиофосфором». Этот процесс сопровождается испусканием одного нейтрона, вот почему масса полученного изотопа возрастает не на четыре, а на три единицы и становится равной 30. Устойчивый изотоп фосфора имеет массу 31. «Радиофосфор» с зарядом 15 и массой 30 распадается с периодом полураспада 3 минут 15 секунд, излучая один позитрон и превращаясь в устойчивый изотоп кремния». [7] Формула ядерной реакции при бомбардировке высокоэнергетических протонов алюминиевой обшивки аппарата:
27Al₁₃+1H₁= 24Mg₁₂+4He₂
Это взаимодействие не приводит к появлению нестабильного изотопа магния. 24Mg₁₂ стабильный изотоп. Но эта реакция способствует образованию альфа-частицы в структуре алюминия высокой энергии, согласно закону сохранения энергии. Плюс поток альфа частиц в солнечном ветре. Возникает вероятность появления в структуре алюминия другой реакции, по принципу «домино»:
27Al₁₃+4He₂=³⁰P₁₅+¹n₀
Период полураспада этого изотопа фосфора составляет: 4,142 секунды. То есть изотоп нестабильный, заканчивается все появлением нейтронов. Появление нейтронов с периодом полураспада 611 секунд это не очень положительное явление в смысле радиационной защиты космонавтов. Для справки: «Свободный нейтрон — нейтрон, существующий вне атомного ядра. Свободный нейтрон бета-радиоактивен с периодом полураспада около 10 минут (611 секунд), что соответствует характерному времени жизни около 15 минут (880.1 ± 1.1 секунд)». [8] Бета-распад нейтрона — спонтанное превращение свободного нейтрона в протон с излучением β-частицы (электрона) и электронного антинейтрино:
¹n₀→¹p₁+e-+ν
Нестабильный изотоп фосфора 30 излучает позитрон e+ и превращается в стабильный изотоп Кремния 30.
³⁰P₁₅→30Si₁₄+e+
Для справки: «Позитрон — античастица электрона. Относится к антивеществу, имеет электрический заряд +1, спин 1/2, лептонный заряд —1 и массу, равную массе электрона». [9]
Такая ситуация будет существовать не короткое время в период пребывания аппарата в РПЗ, а на всем протяжении во время полета за пределами Магнитного поля Земли. Это будет происходить при меньшей или большей степени интенсивности, в зависимости от солнечной активности. Но этот процесс при перечисленных ядерных реакциях будет происходить.
Теоретически такая бомбардировка протонами высокой энергии и альфа частицами алюминиевой капсулы, может в перспективе привести к нарушению герметичности всей конструкции. Переход стабильного изотопа Алюминия в стабильный изотоп Кремния не способствует прочности стенки капсулы. Нейтронное излучение, несомненно, опасно для человека. Это признается всеми известными источниками информации: «Нейтронное излучение возникает при ядерных реакциях (в ядерных реакторах, промышленных и лабораторных установках, при ядерных взрывах).При неупругих взаимодействиях возникает вторичное излучение, которое может состоять как из заряженных частиц, так и из гамма-квантов. При упругих взаимодействиях возможна обычная ионизация вещества.
Проникающая способность нейтронов очень велика по причине отсутствия заряда и, как следствие, слабого взаимодействия с веществом. Проникающая способность нейтронов зависит от их энергии и состава атомов вещества, с которыми они взаимодействуют. Слой половинного ослабления нейтронного излучения для лёгких материалов в несколько раз меньше, чем для тяжёлых. Тяжёлые материалы, например металлы, хуже ослабляют нейтронное излучение, чем гамма-излучение. Условно нейтроны в зависимости от кинетической энергии разделяются на быстрые (до 10 МэВ), сверхбыстрые, промежуточные, медленные и тепловые. Медленные и тепловые нейтроны вступают в ядерные реакции, в результате могут образовываться стабильные или радиоактивные изотопы». [10] Теоретически возможная реакция в структуре алюминия может идти по следующему варианту:
27Al13 +1n0 = 4He2 +24Na11
Изотоп Натрия 24Na имеет период полураспада: 14,959 часа. Происходит обычно бета-распад с испусканием бета-частицы. Это тоже не подарок. И главное в этой цепи событий непрерывность подобных переходов с проявлением радиоактивного излучения, из которых нейтроны самое неприятное явление: «Тканевая доза нейтронов может быть представлена, как сумма составляющих, обусловленных протонами отдачи Dп, тяжелыми ядрами отдачи Dяд, ионизирующими частицами, возникающими в ядерных реакциях:
Dтн = Dп + Dяд + Dр + Dγ
Чтобы получить биологическую дозу необходимо значение каждой составляющей умножить на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, WR:
Dб =WпDп +WядDяд +WрDр +Wγ Dγ
Зная зависимость от энергии нейтронов каждой составляющей в этой формуле, можно рассчитать энергетическую зависимость биологической дозы (Рис.3).
На рисунке 3 показана зависимость максимальной биологической дозы для единичного потока от энергии нейтронов. Расчеты показывают, что при одной и той же плотности потока, доза, создаваемая быстрыми нейтронами существенно выше, чем доза от тепловых нейтронов. При оценке дозы от лабораторных источников нейтронов необходимо помнить, что доза от них создается не только нейтронным излучением, но и сопутствующим ему γ-излучением. Причем доза от γ-излучения может быть существенно выше (примерно в 103 — 105 раз)». [12]
Всё оказалось намного сложнее, чем представляли американские обманщики и многие исследователи темы защиты от радиации космических аппаратов.
Ссылки:
Интернет — ссылки проверены по состоянию на 20.04.20.
1.Эльмар Николаевич Сосновец. Радиационные Пояса Земли.
http://www.kosmofizika.ru/sinp/ens_radbelt.htm
2.Радиационные пояса. Кузнецов С. Н., Тверская Л. В. НИИ ядерной физики им. Д. В. Скобельцына МГУ им М. Ломоносова, http://www.kosmofizika.ru/open/radpojas.htm
3.ГОСТ 25645.138—86 Пояса Земли радиационные естественные. http://docs.cntd.ru/document/1200009695
4.Механизм ускорения Солнечного ветра раскрывает тайну строения Солнца и планетной системы. Петров Н. В.
5.Лекция 4. Солнечный ветер, межпланетное магнитное поле. https://docviewer.yandex.ru/view/12301457/
6.Бомбардировка энергическими частицами
https://docviewer.yandex.ru/view/12301457/?page=19
7.1934 год — Искусственная радиоактивность.
http://www.bibliotekar.ru/100otkr/38.htm
8.Свободный нейтрон. https://ru.wikipedia.org/wiki/
9.Позитрон. https://ru.wikipedia.org/wiki/
10.Нейтронное излучение. https://ru.wikipedia.org/wiki/
11.Изотопы натрия. https://ru.wikipedia.org/wiki/
12.Доза от нейтронов.
https://docviewer.yandex.ru/view/12301457/