Захваченные электроны высоких энергий в магнитосфере Земли тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

5 5.ПГ

РОССИЙа<АЯ АКАДЕМИЯ НАУК ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени П.Н.ЛЕББДЕВА

На правах рукописи СИНИЦИНА Вера Георгиевна

ЗАХВАЧЕННЫЕ ЭЛЕКТРОНЫ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ

Специальность 01.04.16 - физика ядра и элементарных частиц

на соискание ученой степени доктора физпко математических наук

В МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ

ДИССЕРТАЦИЯ

в форме научного доклада

Автор:

Москва - 1994

1'л кота выполнена в физическом институте имени п.ц.лебедева российской академии наук

официальные оппоненты: академик ран г.т.зацепин (ияи ран)

член-корреспондент ран г.ф.крымский (икфиа) доктор физико-математических наук н.ф.писаренко (ики ран)

ведущая организация: ниияфмгу

(лщита состоится " 16 » ^оя 1994 года в часов на (доедании специализированного ученого совета мд 053.04.os московского инженерно-физического института по адресу: 115409, г.москва в-40э, каширское шоссе 31, тел. 323 91 67

разослано "* ^н__1994 гола

просим принять участие в работе совета или прислать 01-(ыв в одном экземпляре, заверенный печатью организации.

■ченый секретарь < .'лециализиросл иного совета

ноктор физико- МЛ тема гических наук в.а.климанов

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.....................

1. Экспериментальная аппаратура........

2. Калибровка ливневого спектрометра

на ускорителе................

3. Калибровки по потокам первичных

протонов и электронов..............................•'"

4. Захваченные электроны высоких энергий

в магнитосфере Земли..............

5. Энергетический спектр и угловое распределение

электронов высоких энегрий на высотах 2(10—100 км <"

6. Обсуждение экспериментальных данных о захвате электронов высокой энергии в магнитосфере Земли . .

Обсуждение результатов.................

Заключение..........................................**

Библиография..........................................53

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Электроны высоких энергий (десятки и сотни МэВ) Наблюдались на больших высотах а атмосфере и за <-f пределами дссольяо давно, рассматривались как электроны альбедо вно связи их с радиационными поясами Земли. Обнаружение радиационных поясов Земли выявило наличие захваченных электронов «■ энергией в Сотни КэВ и протонов с энергией ~ 100 МэВ. Последующее описание этих явлений включало в себя два основных процесса формирования радиационных поясов. Распад нейтронов альбедо обеспечивал ипжекцшо протонов во внутренний радиационный пояс. Накопление электронов во внешнем радиационном поясе Земли происходит у внешней границы области захваченной радиации с последующим увеличением эпергзга электронов при радиальной диффузии их в магнитосфере. Такая картина образования радиационных поясов качественно соответствовала экспериментальным данные о потоках протонов с энергиями до > 100 МэВ и электронов с энергиями < 20 МэВ и не предполагала наличия захваченных электронов с большими ■)нергпл.\ш.

Экспериментальные данные об избыточном потоке электронов в < тратосфере с неожиданно большими потоками электронов высокой энергии на границе атмосферы и за ее пределами под радиационным гюйсом Земли повлекли постановку новых экспериментов с более сложной аппаратурой, которая позволяла бы исследовать пространственные и энергетические характеристики электронов высокой энергии на фоне более интенсивного потока протонов.

Предлагаемый доклад основал на раде работ по разработке и созданию аппарату ры для исследовании потоков электронов и протонов за пределами атмосферы на искусственном спутнике Земли и последующему анализу экспериментальных данных. Работы были опубликованы в 1965-89 гг.

Цепь работы. Экспериментально исследовать пространственны« и энергетические характеристики потоков электронов высокой энергии под радиационным поясом и в радиационном поясе Земли при наличии высокого уровня фона. Выделить поток высокоэнергичных электронов, захваченных в радиационном поясе Земли.

Научная новизна. Надежные экспериментальные данные о потоках электронов с энергией 100, 300, 500 МэВ отсутствовали. Отдельные неполные эксперименты по своим результатам плохо согласовывалась друг с другом. Наличие захвата электронов такой высокой энергии не предполагалось из существовавших моделей происхождения радиационных поясов и до проведения этого эксперимента не было доказательств факта захвата.

Научная и практическая ценность. В результате проведенных исследований и работ (48, 45) открыт захват электронов с энергией от 30 до 500 МэВ во внутреннем радиационном поясе Земли. Обнаружено, что зона отрицательной магнитной аномалии может быть источником потока квазизахваченных электронов.

Создала аппаратура, позволившая провести пространственные, угловые и энергетические измерения геличпя потоков электронов на высотах 200-500 км при энергии электронол > 100 МэВ.

Автор защищает:

Выполненные экспериментальны« исследования в околоземном космическом пространстве с помощью аппаратуры, содержащей сцинтал-ляцконные.п черенковские счетчики, газовый черепковский детектор и спектрометр энергий электронов. Энергетические спектры, углоиые и пространственные распределения электронов в интервале энергий 100-700 МэВ для различных значений напряженности магнитного поля Земли, включая окрестности Бразильской магнитной аномалии.

Угловую зависимость потока электронов с энергией 100-700 МэВ относительно направления магнитного поля Зех-лп. Обнаружение явленна захвата электронов сысокоы энергии во внутреннем радиационном поясе Земли. Поток захваченных электронов более чем на порядок превышает величину альбедо электронов т атмосферы Земли.

Величину альбедо электронов высокой энергии (100-700 МэВ) в районе Бразильской магнитной аномалии, которая указывает на генерацию пионов во взаимодействиях протонов внутреннего радиационного пояса Земли с ядрами атомов воздуха, как па один из источников потока захваченных электронов в магнитосфере Земли.

Апробация работы. Результаты исследований, включенные в настоящий доклад, обсуждались в разные годы на семинарах Отдела космических излучений ФИАН, в МИФИ, ИКИ, на сессиях Отделения ядерной физики АН СССР (1984-1988), представлялись на Всесоюзную конференцию по космическим лучам в 1984 г. (Якутск), а также на Международную конференцию по космическим лучам в 1987 г. (Москва), включались в репортерские доклады на этих конференциях.

Результаты работ приведены в библиографии, основные результаты изложены в 19 публикациях.

Структура научного доклада. Диссертация в форме на>чв<>п доклада состоит из Введения, шести разделов, Заключения и сншкк литературы.

Первый раздел посвящен описанию научной аппаратуры, приводя 1 ся ее характеристики и обсуждаются вопросы методики, во втором третьем разделах приводятся калибровки аппаратуры на ускорителе и по известным потокам первичных протонов и электронов. В четвертом и пятом разделах обсуждаются вопросы, связанные с захватом электронов высоких энергий - энергетические спектры, пространственные распределения, питч-угловые зависимости электронов альбедо, квази-захвачепных и захваченных электронов в радиационном поясе Земли и под поясом. В шестом разделе результаты наших экспериментов сопоставлены с данным других авторов.

Общий объем научного доклада 62 стр., включая 40 ригупков. Список литературы содержит 68 наименований, из них (1-19) содержит ссылки на работы автора, пашедшпе отражение в докладе.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АППАРАТУРА

К аппаратура, предназначенной для измерений ;:а спутниках, предъявляется ряд требований, необычных для работы е наземных условиях, такие как малые' веса и определенные габариты. Иное значение, чем .-в лабораторных измерениях имеот предварительная калибровка аппаратуры, методические разработки, нацеленные на улучшение качества прибора, надежности. Должны быть предусмотрены тестовые измерения, проверяйте нормальную работу аппаратуры в полете во время эксперимента.

В нашем эксперименте предполагалось провести исследования потоков первичных и вторичных электронов с энергиями выше 100 МэВ на высотах гоо-ооо км. Наблюдения электронов на фоке значительно большего потока протонов потребовал особого внимания к селекции электронов от протонов.

65 ш

Ш

Рис. 1. Схема прибора 2223 _ пластический сцинтилляционный счетчик

-твердый черенховский счетчик

- газовый черенковский счетчик

- свинец

Схема детектирующей части примененных для измерений ириски«-показана на рис. 1, 2. Прибор ркс. 1 состоял ю телескопа счетчиков яву-сцинтилляционных, твердого черенковского счетчика и каскадной* спектрометра энергии электронов - трех сцинтилляционных счетчиков по;; слоями свинца в 2. 7 рад. единицы каждый. Светосила телескопа составляла 1.8 см2ср. Главным селектором электронов на большом фоне протонов бил газовый черенковский счетчик, который регистрировал прохождение протонов лишь при анергиях >11.1 ГэВ, что и облгсти энергий ниже 1 ГэВ позволило надежно разделить протонную и электронную компоненту. Этот отбор усилен амплитудам анализом б черенкозском твердом детектора телескопа. Для заделеиных телескопом частиц записывались амплитуды сигналов со сцинтилляционных счотчиков липневого спектрометра Аппаратура калибровалась с помощь» минип космических лучей и в пучках г.:онохро:.а гичсских электронов на ускорителях.

Избирательная способность к частицам разной npv.po.nu и энергетическая калибровка С;уш пр^ьеренч по л&нным эксперимента на с пут г1мкз путем изнурения потока первичных протонов к электронов.

са-ьР Ч см Ь

ру.о.

¡1222 -пластические

сдануиллгционный счеучик - твердый черенковский счетчик

Первичные протоны, проходщие чареэ управляющий телескоп С1, Сз, С4 с отметкой в газовом черепковском счетчике Сз, если энергия протона превышает П. 5 ГэВ, должны давать в измерительных счетчиках С5, Сб, С7 импульс, соответствующий однозарядной частице, за исключением случаев иэаимоде.Чствил с веществом фильтра, причем взаимодействия равновероятны (»%проходящего потока) во всех пластинах фильтра. Электроны, проходящие через управлчвдий телескоп С\, Сз, С4 с отметкой о направлении прихода сверху в счетчике Сг, идзнтифицируются по электромагнитным каскадам в

Число импульсов в канале

т X *

номэр канала

7х

Г" ~

Рис. з. Амплитудное распределение шпульсов сцинтиляиионного' счетчика Ст е 200x20 мм со световодом от мюонов космических лучэй (зся поверхность сшштпллятора покрыта краской ВЛ-548) и

одномззоннцЯ пик от светового диода. По оси

*

абсшкс отложены номера каналов амплдтудяого анализатора, по оси ординат -число событий, попавших в данный канал. Внизу - неоднородность светссбора в С7 (амплитудное распределение импульсов от СБсгоиого диода в зависимости от координат ссвс;це'.:ного каста сцицтиллятора), слева -полное внутреннее отражений, справа -диффузное отражение краски ВЛ-б«

ливневой установке, соответствующим каскадным кривым в счэтчиках Сь, О. с7, полученные при калибровках на ускорителях. Нижний продел значения потоков электронов в интервала энергий 10-100 МэВ получен иэ измерений чорещ-.ОБ^ко-сщтткллАЦИОнным телескопом, показанной на рис. 2.

Спектрометрическое качество прибора в значительной степени определяется однородностью сбора свега от места прохождения частицы чорез ецинтиллятор. Сбор света может быть улучпан примэнением материалов, прозрачных для регистрируемого излучения, выбором соответствующей геометрии детектора и опт;неской системы, признанием различных отражающих покрытий и фотоумножителей, спектральная характеристика которых хорошо согласуется со спектром регистрируемого излучения. Ос норным элементом, собмракцим сзы во всех описанных здесь спинтилляционных сетчиках являются ма по габаритные фотоумножители ФЭУ-3), <?$У-35, Ф?У-?7 С ДУЗДаТрСЦ фОТОКаТОДа 1. Ь-2. 5 си Д.ПЯ которых

сцчнтилляторы размерами =20 см

Число импульсов в канале

оказываются большими (соотношение ьффектнвно регкстрирунцей площади и площади фотскатсда, собирающей свет -ЮС/1).

с

ноьюр канала

р'!с. 1. Амплитудное распределение импульсов сцннтиляционного счетчика СI

Р. нашем эксперименте были применены тонкие дисковые пластические сцинтнлляторы, в которых сбор света осуществлялся через боковые поверхности. Рисунок 3 иллострирует характеристики сцинтиллятора с7 ливневой установки с диаметром 200 им в восемь раз-"большим диаметра фотокатода 2.5 см. Плсксигласовий световод имеет форму треуголитка и является прямым продолжением сцинтиллятора. Исследовались разного'^Да отражатели. Наилучшим оказалось диффузное покрытие эмалью ВЛ-.Й8, нанесенной в несколько слоев на полированную поверхность всего сцинтиллятора и световода, не имевшего контакта с фотоумножителем.

В этом случао 2% площади сцинтиллятора имеет неоднородность <1.5, область

' Число импульсов в канале

неоднородности амплитуды <1.2 составляет еще 2% площади сцинтиллятора, остальные 96% площади полностью однородны. Неоднородность спинтилляционшго счетчика Д2 рис. 2 размерами е> 140x20 мм с двумя ФЭУ-31 (диаметр- фтокатода 1С мм) показан на рис.5 для диффузного отражения эмальэ ВЛ-543. Соответствующее

МОП«?

ч / \ у

Чу

Рис. 5. Амплитудное распределение

импульсоз сцинтиляциомюго счетчика д2. Внизу - неоднородность светосбора,

слева - полное внутреннее, справа диффузное отражение ВЛ-54Е.

экспериментальное амплитудное распределение импульсов космическг■ мюонов по всей поверхности сЦинтиллятора (верхний рис. имеет шири»} <40%и выход света остается практически тем же (рис. з).

Использование плексигласового световода иногда в данном случае из-за ограниченных габаритных размеров сказывается нежелательным. Н этом случае световод заменялся прямым просмотром объема сцинтиллятора С! размерами 0140x20 мм с отверстис-м 60 мм двумя фл'оумножителями ФЭУ-3! (рис. 4). Была измерена неоднородность такого счетчика. Видно, чтс счетччк на полном внутреннем отражении резко неоднороден по всей плопади сцинтиллятора из-са большого вклада сЕета, падающего на фотскатол кэпосредстзенно из места вспышки. Коэффициент неоднородности ~(Ч>. Применение краски ВЛ-548 с диффузным отражением уменьшило соласть максимальной неоднородности 2-ю до 5% площади, остальные 90% плокади детектора имеет небольшую <1. 2 неоднородность вблизи боковых стенок счетчика. На рис. 4 сравнивается экспериментальные амплитудные распределения от кпоноб космических лучей данного счетчика и выше обсуждавшегося счетчика - рис. з. Видно, что распределение данного счетч»1ка при почти той хе ширине, имеет несколько гленыиий выход и некоторое ~1и-!5с/оувеличение больших амплитуд вспмшки света.

Необходимым условием успешного проведения эксперимента является выбор оптимального режима работы, максимально использующего возможности. Для решения вс^х этих задач были использованы полупроводниковые импульсные источники света т основе карбида кремния и фосфида галлия. Характеристики данных излучателей показывает, что их можно приьген-т.-ь для выбора режима питания, максимально использующего возможности фотоумножителя и для исследования таг.их характеристик, как коэффициент усиления и общая чувствительность, линейность световой характеристики, соотношоние скгнал/сум, амплстудные (в диапазоне до ю4!

I) временные характеристики (начиная с <1 нсек до мксек), стабильность работ и.

Наладка.всего комплекса аппаратуры, состоящей из сцинтилляторов, •¡кренковских детекторов, световодов, оптических контактов, фотоумножителей, электронных схем проводилась с помощью импульсных источников света из фосфида галлия, вмонтированных во все детекторы.

Рис. 6 Зависимость параметров счетчика С7 от изменения температуры

мзаояя хосшчасххх ¡тх

25*

¡У

1-1ППГ14 ншлгц » - II 1» - я>

А/Г .

«чо*

I*-'* и - 1Т

2Ь

2Ь°

.г

м -

<0"

Тч а

о' .

' ■ .ЮЕ» ывАхд егэтггтаго"

каем мо- *А>Ш1Я1а" лшшгалза» лялаадюГ - -

____ ' ^^ пгоккц кзго ЮЕЦЩ|А

' " "овяпсл о

МКТАЦЯЧ о»

НЗЗЙЙ*^ ' "гтйгом »АМ1ШВГО~ОТ-пшэжмгл

р^утлак мтжя »»-и **

Как уже упоминалось выше полупроводниковые импульсные иергшкт1 света позволяют достаточно точно моделировать процесс прохождение регистрируемых частиц через черенковские и сцинтилляциоккые счетчики поэтому отбор фотоумножителей производился с помощью излучателей ии карбида кремния и фосфида галлия. Прежде всего из большой партии отбраковывались нестабильные экземпляры и для дальнейшей работы отбирались фотоумножители, пориодические осциллографирования импульсов которых показали в течение длительного времени неизменность амплитуды н пределах точности измерения.

Для измерений, проводимых на спутниках, особенно важны вопроси надежности и стабильности работы аппаратуры. Проверки стабильности, проводившиеся в течение трех лет в лабораторных условиях путем регистрации мюонов космического излучения и с помощью импульсных источников свэта, показали неизменность параметров приборов в пределах точности измерения. Во время полета по команде с Земли калибровка измерительных каналов проводилась с помощью светодиодов серией 32 импульсов двух стандартных амплитуд от внутреннего генератора.

В лабораторных условиях били определены зависимости параметров каждого счетчика в отдельности и всего комплекса аппаратуры в целом от изменений температуры в пределах от -5° до +45°, показавшие полную работоспособность аппаратуры в заданных условиях полета рис. 6.

Наземная и полетная калибровка Счетчик Число импульсов до полета Число импульсов в полете

с5

32-33

11

31-32

11-12

Сб

32

15

33

15

Ст

31

13

32

13-14

2. КАЛИБРОВКА ЛИВНЕВОГО СПЕКТРОМЕТРА НА УСКОРИТЕЛЕ

еэл

Калибровки на ускорителях были выполнены на синхротроне лаборатории электронов высоких энергий ФИАН и на линейном ускорителе Харьковского физико-технического института.

Схема опыта приведена на рис. 7. Электроны после магнитного анализа проходили свинцовый коллиматор и попадали на установку. Установка состояла из двух сцинтилляционных управляющих счетчиков 1, 2 (140x20, см) и блока измерения энергии электронов - трех сцинтилляционных счетчиков Сб, Сб, С7, каждый из которых располагался под слоем свинца толщиной 1. 5 см (17 г/см2). Импульс совпадения сигналов со счетчиков 1 и 2 разрешал пропускание импульсов измерительных счетчиков на амплитудные 64-канальные анализаторы и блокировал электронную часть прибора на 4 сек. Электронная часть прибора превращала амплитуду в длительность, а затем в число. Во время физических измерений через каждый час

Рис. т.

еГ - пучок электронов

М— магнит

1: 2управляющий

телескопе, С4 3-5 - измерительные счетчики С5, Сб, С7 МУЧ«.»)

Рис. 8. Каскадные кривые при различных 104 энергиях первичных электронов Ео. Значения

ОФСМ

г в МзВ указаны у кривых. Сплошные кривые -N ми теоретические из работы (26), пунктирные -эксперимент.

проводилась калибровка регистрирующей системы с помощыз импульсных источников света от внутреннего генератора калибровки. (Такая же калибровка проводилась ранее в лабораторных условиях и позже во время полета.)

Установка облучалась электронами при значениях энергии 600*6 МэВ (ФИАН), 600*40 МэВ, 1000*70 МэВ и 1300 МэВ (ХФТИ). Для исследования ливней из всего полученного экспериментального материала были отобраны случаи прохождения одной первичной частицы через сцинтилляционный счетчик С4 На рис. 8 представлены полученные каскадные кривые N (Ёо, Е, I) - среднее число электронов с энергией большей Е, на глубине поглотителя I (17, 34, 51 г/см2 свинца) для трех указанных выше значений энергий первичных электронов Ео. Измеряемые характеристики каскадного процесса могут искажаться из-за. энергии обрезания спектра вторичных электронов. В данном эксперименте эта энергия определялась шумами фотоумножителей и составляла несколько КэВ. Предварительная градуировка аппаратуры велась на мюонах космических лучей так, что прохоадениг одной релятивистской частицы через сцинтилляционный детектор соответствовало выделение ~4 МэВ энергии.

Рис. 9. Экспериментальные

вероятности наблюдения N электронов для различных толщин поглотителя. Энергия первичных электронов: А - 600 МэВ, Б - мои МэВ, В - 1300 МэВ.

Таким образом, данная установка имеет порог обрезания вторичных электронов Е в о. На рисунке 9 приведены вероятности V/ (Ео, Е, I) регистрации n электронов на заданной глубине ливня i. Для описания экспериментально полученных зависимостей (Ео, Е, I) в области максимума каскадной кривой можно пользоваться распределением Пуассона. Выполненные нами калибровочные измерения находятся в хорошем согласии с данными выполненной позге работы (27).

В нашем эксперименте развитие электромагнитного каскада происходит в неоднородной среде: развивается каскад в свинце, а измеряется цинтилляционными счетчиками. Возникает переходный эффект. Из рисунка и) видно во сколько раз уменьшается число частиц при переходе ливня из свинца в сцинтиллятор. Таким образом, введение сцинтиллятора даже небольшой толщины (~0.1 I единицы) приводит к заметному уменьшению числа частиц.

Рис. ю. Зависимость поправочного коэффициента переходного эффекта о г толщины свинцового поглотителя - возраста каскада 3 (28). Толщина цпнтиллятора 2 см. а Ео = б00МэВ, • ' Ео = юоо МэВ.

Рис. 11. Зависимость (29) поправочного коэффициента переходного эффекта от толщины сцинтиллятора: 1 - расчет по формулам теории возмущений без учета вклада фотоноз, 2 -то же с учетом фотонов, ♦ - экспериментальная точка (■!) 3 - данные (зо).

0 5 <0 1в т«ц«иа <ч . «1

Величина переходного эффзкта свинеп-сцинтиллятор, пол>ченная наших измерениях, на ускорителях (рис. Ю), согласуется с результатам/выполненного позже расчета (29) и эксперимента (32) - рисунки и и у> ¡-работах (26, 29, 33, 34) показано, что угловое и энергетическое распределение частиц в максимуме ливня совпадает с равновесным, величин? интегрального переходного эффекта численно равна переходному г, максимуме ливня и не зависит от начальной энергии Ео.

Рис. 12. Каскадная кривая с многослойном поглотителе, полученная ь эксперименте (32) для нашей сцинтилляционной ливневой установки (измерения проводились с помощью рентгеновской плзнки).

■"¡ос зоо 200 <00

МП

..и : ..»-П.-Ч ---- (л-.

1 ' \

! ' ! -. 1 '

1- ! 1 —

0 123«56*гаС10

Рис. 13. Зависимость

среднеквадратичного радиуса от глубины поглотителя в многослойном поглотителе-эксперимент (32).

Ео — 900 МэВ, - значение потока ¡с

границе,

• - многослойный поглотитель, о-свинец

3. КАЛИБГОВКИ ГО ПОТОКАМ ПЕРВИЧНЫХ ПРОТОНОВ И ЭЛЕКТРОНОВ

Избирательная способность к частицам разной природы и энергетическая калибровка проверялась также путем измерения потока первичных протонов и электронов.

Первичные протоны, проходящие через управлякций/гелескоп С1, Сз, С4 с отметкой о направлении прихода сверху в счетчике Сг, должны давать в измерительных счетчиках Се, Со, С7 импульс, соответствующий однозарядной частице, за исключением случаев взаимодействия с веществом фильтра, ..ричем взаимодействия равновероятны (9% проходящего потока) во всех пластинах фильтра (35). Изморенный поток первичных протонов (рис. 14) с £ип. 5 ГэВ (газовый черенковский счетчик с порогом регистрации п. 5 ГэВ

м-'с-'ср-1

10*

••'' .......... \

с-7+4- ] \ ч

Рис. 11. Зависимость потока протонов первичных космических лучей от аесткости геомагнитного обрезания. В Бразильской магнитной аномалии: ♦ - КОСМОС—225. Вне аномалии:

о — КОСМОС—225, Д~ (36), »-(37), Х- (30) На вставке о без учета, Ф с учетом взаимодействий в фильтре ливневой установки в аномалии; а без учета, ■ с учетом взаимодействий в фильтре ливневой установки вне аномалии.

Абсолотдаэ потоки протонов в области экватора

Еки,,ГэВ (Р ,Гв)

Поток протонор; Глубина !.'.зтодика Работа

M-V

'ср-1

атмосферы г /см'

15. 3

16. 1 15. 9

15. 9

15. 9

16. 9 IS. 8

15. 7

17

15

20

115*12 90*12

S. 1

Череч-оц телескоп

F.3. McDonald, Phys.Rev 1955 , 109, N4, 1357

расчетная поправка на альбедо

115*10

88*11

83*12, §6*12

103*11

130*13 102*13

5. 0

16. 0

П. 5

20. С

3.8

6.0

Черен-сц F.В.McDonald, телескоп W.R.Webber, 1959, 115, N1 , 1 94 , Phys. Rev

Эмульсии R.R.Daniel ,

N.Sreeni vasan, 1Э63, 3, 60, JCRC

Эмульсии S.N.Ganguli, N.Rao,

Nuovo Ciir.ento, 19 63,30,3j

Эмульсии

Эмульсии

Червн-сц телескоп

V.R.Blat, R.R.Daniel, JCRC, 1962,40,N9 ,1049

H.H.Aly, Canad.Journ.

Phys. 1962, 3, 56 P.C. Agrawal,S.V.Darr.be, JCRC, 1965,1, 467

расчетная поправка на альбедо

68*7

измерения счет-интенсив-ти чикоьие пронпкагщей теле-комлоненты скопы

53*8

60

высота 200-500 км

окстрапоция 7=1. 5 38.8*0.3 высота

200-500 км

Черен-сц

телескоп

газовый

счетчик,

ливнзвая

уст-ка

Черен-сц телескс" иониса-шонннй калориметр

A. II. Чарахчьян, Т. Н. Ча рахчьян, ХЭТФ, 1958, 35 1088; Геомагнетизм и аэрономия, 1967, 7, N6. 974: 1970,1 ,1-12, 240; Труды ФИАК, 1973, Т. 64

B. Г.Сикицына, Краткие сообщения по физике ФИАН. 1974, N5, 32. ИСо КоСКСС—225

3. Akuwb, Диссйрта я НИЙЯФ 1..ГУ, ИЧИ,

В. В

ция -------- „ .

197о, ИСЬ Протон—3

■>тсекает протоны меньших энергий) составляет 96*13 м"гс_1ср-1 вне бразильской магнитной аномалии и Ю6±16 м^с^ср-1 в Бразильской аномалии, а в интервала экваториальных широт со средним порогом ~15 ГэВ шток составил 53*8 «"^¿"'ср-1.

Полученные в нашей работе значения потока первичных протонов в аномалии я за ее пределами в пределах точности измерений из противоречат

Е, I)

А 40 Г»6 '.оеоаИйй.

Ф5-С Г»Ь

«со

О I 2 5 4 И 7 ¿Г

2«

Рис. 15. Каскадные кривые при различных энергиях слехтроноз. — - теоретические каскадные кривые

• - боо МэВ - калибровки на о - юоо Ми В ускорителях

* — 100—300 КЬВ в коскосе на А - 200-500 !.'Ь8 высоте 200 -т - 500-700 МзВ 500 км под а - 700-ЮС0 №В радиационным ф - 1-2 ГзВ поясом зо.алк д-2-3 ГзВ

V-3-4 ГзВ а-4-5 ГэВ о - 5-6 ГэВ «-40 ГэВ

результатам работ (35,39). Значения потоков, приведенных в работах (.<:, м-., превышают величину потока в данном эксперименте.

Электроны, проходя®« чзроз упрпвлякаий телескоп С г. Сз, С< . отмьткой о направлении прихода сверху в счетчике С2, иденгифинируются по злектромагьитьым каскадам в ливневой установке, соответствующим каскадным кривым в счетчиках С5, Сб, С7, полученным нами при калибровках

M-Vcp-'KbB"1

FV

ct

,-5

Т^ГТТПТТ] I ГТТ If Uj

%

ТТГТТТП

•jo4*

•кР

Т, Уат

10"»

ш 10?

Рис. 16. Дифференциальный э'-сргетьческиЗ спет р электронов перЕ.ччкых космических лучей. Б Бразильской магнитной аномалии-.

^ — КОСМОС—225 В::э аномалии: КОСМОС-225 д - В. И. Зацепин, В. И. Рубцов (Ш9)

о _ р. ,'л°..ч!г (} эсс)

с - vVcH'tr (ijof,) * - Ar.nd 3t ai. (1CSS) А — Шеексг ft. »1. (13G8) л ■• Vest ct. a'. (1559) v - I/Ныгеих «Jid Meyer (1968)

г

ч

Рис. п. Спектры первичных протонов и электронов. Интегральный споктр первичных электронов и протонов. В Бразильской магнитной аномалии:

♦ -К00М0С-225 Вне аномалии:

В-Космос-225; А-(37); о, о - (33); к-(36); о, Л, V — (41).

Дифференциальный экоргетический спектр первичных электронов. В Бразильской магнитной аномалии:

Ф - Космос-225 Вне аномалии-.'

е-Космос-225; к, о, ¿, «, а, у -данные обзора {4$

2Ь

на ускорителях. Наши результаты калибровки согласуются каскатодами кривыми, полученными на ускорителях в работах (27,40) и с теоретически расчитанными каскадными кривыми работы (26). Величина- интегрального переходкого эффекта в слоистом поглотителе свинец-сцинтиллятор -г. полученная наш в эксперименте на ускорителях численно равна величине интегрального переходного эффекта в максимуме лизня и не зазиспт от энергии з соответствии с работами (29, 31-34).

Полагалось, что первичными являются электроны, магнитная жесткость которых выше пороговой хэстхости гсомагнотнсго обрезания места измерения. На рисунке 18 преяставльны полученные нами потоки первичных электронов по измерениям в Бразильской магнитной аномалии и вне ее совместно с данными других авторов (41).

Согласие изморенных потоков первичных протоний и электронов I: другими данными свидетельствует о правильности работы прибора и последующей обработки результатов, указывает ка надежность измерений потоков вторичных электронов, а также на возможность работать в условиях повышенного фона в Бразильской магнитной аномалии.

Ка рисунке 17 приведено сравнение наших данных об энергетических спектрах горничных протонов и электронов с литературными данныта в интегральном и дифференциальном виде.

» ЗАХВАЧЕННЫЕ ЭЛЕКТРОНЫ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ В МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ

¡кследоэания состава высокоэнергичной радиации п близком >чи.юззмном космическом пространстве, когда в измеряемые потоки дает иклад не только первичное космическое излучение, но и альбедные потоки электронов и протонов, а также потоки частиц радиационных поясов, необходимо проверить с помощью надежной аппаратуры, обладающей высокой избирательной способностью к частицам разной природы. Именно такая сложная, современная аппаратура, включающая телескоп сциктилляционных '¡.угчиков, газовый черзкковокий счетчик и свинцово-сцинтилляционный детектор энергии использовалась в работе спутника Коишс-225.

Газовый черепковский счотчих позволил надежно разделить протонную с электронную компоненту. Число подпороговых частиц при калибровках ! азового'черенкиьслого счетчика на протонном пучке не превышает 0. £%в экспериментах (42). В нэчем приборе газозый черенповскиЧ счетчик имеет "3 -¡>аза большую длину и мзиьший диакзтр, что должно привести к еуо большему подавлении числа имитаций. Зю триггерноэ условие усилен? амплитудным анализом в черепковском твердом детектора телескопа. Кроме того после разделения природы частиц з тэлескопе, проводится амплитудный анализ сигналов со сцштиллйцизнных сччтчикоэ ливневой установки С'5, Сб, С7 для ¡■долюдаемых во время полета случаев, удовлетворяющих определзнкым критериям регистрации. СраЕнениз проводилось с помощью параметра, определенного точно также, как. и обычный статистический параметр х1- Для -¿»дого случая поминальная энергия электрона, которая определяет ожидаемые амплитуды импульсеь и стандартные отклонения, варьировались до тех пор, пока не было подушно минимальное значение. Текин образом, каждому случаю приписывалась номинальная энергия по парамзтру, •шредалягмдаму стопзкь подгонки случая к электронной кривой,

определяемой описанными.выше калибровками на ускорителе (рис Распределения, полученные при применении этой процедуры к случаям, наблвдаемым в полете, приводят к относительному выделению протоноь (100-500): 1. Так как применен газовый черенковский счетчик с порогом обрезания протонов 11.5 ГэВ и твердый плекссвый черенковский счетчик с

30

ю

меда

3200 М»&

7 з-ч г»ь 1000

Д 2-Л Г»Ь

500

,ТОО-<000(1ь&

лво м*&

V600-700 Мэй л¿00-500

100 Мэй »<00- 300 НэЗ

Рис. 18. Каскадные кривые электронов в радиационном поясе Земли

--теоретические

каскадные кривые • - 600 ЬЬВ - калибровки

0 4 3 3 А 5 б г а

о-1000МзВ

* -100-300 МэВ а — 300-500 МэВ у - 500-700 МэВ а - 700-1000 МэВ

♦ -1-2 ГэВ д - 2-3 ГэВ 7-3-4 ГэВ

на

ускорителях в радиационном поясе Земли

многом т í.bü, то для случаев высокой энергии электронов от юо МэВ и до v ; -эВ а более это отношение отбора протонов будет еще в (5000-10000): 1 раз лучше (см. также работы (42) по калибровкам на протонных ускорителях подобной установки). Таким образом, в каждом энергетическом интервале было проведено разделение между электронами и протонами, при котором вероятность включения протока в группу электронов составляла величину

50

Ю

¿гоа

то пъ&

Л

.* /-2 Гай и Ш-1000 Нав 300 т& v 5GQ-700

а МО-500 Н ъ а

100 Май * т-зоо msb

Рис. 19. Каскадные кривые электронов во внутреннем радиационном поясе Земли

-- теоретические

каскадные кривые

• - 600 ЬЬВ - калибровки о-мооМзВ ча ускорителях

♦ - 100-300 МэВ - в радиа-

О i 2 3 4 5.в ч 8 ^

к - 300-500 МэВ » - 500-700 МэВ В - 700-1000 МэВ ❖ -1-2 ГэВ й - 2-3 ГэВ 7 — 3—4 ГэВ

ционном

поясе Земли

~10_в. Данная аппаратура, с такой высокой избирательной епосооьосм могла эффективно использоваться для разделения протонов и электронов диапазоне энергий от 100 МэВ до нескольких ГэВ.

Рис. 20. Каскадные кривые электронов во внешнем радиационном поясе Земли

згоо«»а

V 5-4 гчь

4000 М9& д а-лг^а

600 м»д » 1-2

■тоо-гооо мэа 500

Т509-900 Мэй А¿00-500 «»В

--теоретические

каскадные кривые - боо ЬЬВ - калибровки

0 I 2 3 4 5 67 8

-юооМэВ на ус кори телях

»-100-300 МэВ во внеш

а — 300—600 МэВ нем радиа

Т - 500-700 МэВ ционном

• - 700-1000 МэВ поясе

• Кос МэВ !-2ГэВ ^или

л -2-3 ГэВ v - 3-4 ГэВ

5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СПЕКТР И УГЛОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ НА ВЫСОТАХ 200-Ш КМ

Высота над. поверхностью Земли 200-500 км в магнитосфере . оогвотствует в основном областям под радиационными поясами. Лишь на высоких широтах и в местах отрицательной магнитной аномалии измерения на высоте "500 км могут дать информацию о потоках частиц, захваченных магнитным полем Земли во внутреннем или внешнем радиационном поясе. Исследование энергетического спектра электронов на искусственных • путниках Земли Кос мое-225 и Салюлг-1 показали повышенную интенсивность потока частиц с энергией >100 МэВ в радиационных поясах по сравнению с потоками электронов под радиационными поясами (рис. 21).

Поток электронов на высотах 200-500 км, помимо первичных электронов космического излучения, содержит вторичные электроны, которые в соответствии с характером их движения в магнитном поле Земли можно подразделить на электроны альбедо, квазизахваченшэ и захваченные электроны. Электроны альбедо образуются в результате взаимодействия космического излучения с ядрами атомов воздуха и последующих процессов (г°-распадов, электромагнитных взаимодействий фотонов и электронов с ядрами атомов воздуха, »^е-распадов и пр.). Большая часть электронов альбедо, выходящих за пределы атмосферы, в магнитосфере Земли отклоняется в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля, смещается вдоль силовой линии и возвращаясь з атмосферу поглощается. Однако из-за распада мезонов и нейтронов за пределами атмосферы, относительной осевой несимметрии атмосферы и магнитосферы и долготного дрейфа электронов, нестационарности магнитного поля электроны в своем движении вдоль силовой линии могут испытать более одного отражения на высоких широтах, но поглощаются при долготном дрейфе вокруг Земли. Такие

10s

таг fi >ini—I—I rnim-1 i ГТТГТТ

i ' ' -

1 4

J*iO

Tu «

<M

'e

Ю1

10°

=*1

4-4-—

s

»-4

%

f

L

i ' ' ' ' ■ _I ) i гмш

10" !02 10s !q

Energy MeV

Рис. 21. Интегральный энергетический спектр вторичных электронов ♦ - Космос—225, Салюгг-i, внутренняя и внешняя зона радиационного пояс;1. Земли;

к КОСМОС—225, внутренний ПОЯС L = 1. 1-2. О И В = 0. 22-0. 27; Т К0СМ0С-225, внешний ПОЯС L =2. 0-3. 8 И В = 0. 27-0. 38;

— Космос-225, СалЕгг-1, о Космос-490, • Протон-3, х Протон-1 - вторичные электроны под радиационным поясом Земли 200-500 км.

¿лектроны относятся к каазизахваченным. Захваченные электроны при дрейфе по долготе могут совершить более одного оборота вокруг Земли.

Прохождение искусственного спутника Земли Бразильской магнитной аномалии связано с пересечением на одной и той жо высоте областей с

-2 -1 -1 и о ор

10

10

.111 Г|"1 И I | I IIII П П (I п

I I II I с

■+

10

ио

Рис. 22. Распределение потоков вторичных электронов с энергией 100-1000 №0 в зависимости от Ь для ь = 1. 1-3. 8.

Еставка внизу -Трассы пересечении Бразильской магнитной аномалии во ьрсмя полета спутника Космос-225, распределение линий равных I и В. --ь

различной напряженностью магнитного поля В и различных значений параметра Ь (высоты магнитной силовой линии в экваториальной плоскости в единицах радиуса Земли). Рисунки 22 и 23 показывает использованные в обработке экспериментальных данных трассы пересечения спутника района Бразильской аномалии. Там же приведены пространственные распределения потоков электронов высокой энергии в координатах Ь и В. Видно возрастание потока электронов при прохождении внутреннего и внешнего радиационного

-а -1 -1

И О ор

Рис. 23. Распределение потоков вторичных электронов с энергией 100-)000 МэВ в зависимости от напряженности магнитного поля В для Ь = 1. 1-3. 8.

Трассы пересечения Бразильской аномалии вс время полета орбитальной станции Салют-1, распределения линий равных I. и В показаны на вставке внизу:

-----1

---В

поясов. Природу повышенного потока высокоэнергичных электронов в районе Бразильской магнитной аномалии можно выяснить, если • рассмотреть распределение электронов по углам относительно направления магнитного поля в месте нахождения электрона (питч-угловое распределение). Это было возможно реализовать в измерениях на спутнике Космос-225 благодаря наличию информации об ориентации прибора, достаточно хорошему угловому разрешению телескопа и энергетическим характеристикам о каждом зарегистрированном электрона.

На рисунке 24 приведены питч-угловые зависимости для потока электронов выше loo МэВ в радиационном поясе Земли и ниже радиационного пояса. Нужно заметить, что речь идет только о вторичных электронах, так как первичные электроны такой энергии на эти высоты не допускаются магнитным полем Земли. Наблюдаемая полуширина максимума в питч-угловом распределении является суперпозицией реального питч-углового распределения и углового разрешения прибора (Угол 8.5°).

Рис. 24 позволяет сделать однозначный вывод о наличии захваченных электронов в радиационном поясе Земли. Интенсивность их потока в пределах питч-угла -15° составляет 520±50 м~2с-,ср~'. Как можно видеть из дифференциального энергетического спектра захваченных электронов {рис. 25), приведенный выше поток относится к электронам с энергией íoo-voo МэВ. При более высоких энергиях величина тгатска быстро убывает, так как энергетический спектр захваченных в радиационном поясе электронов значительно мягче спектра первичных электронов.

Рис. 24. Питч-углозая зависимость потока вторичных электронов с энергией >100 МэВ.

-2-1 -1 М Б БГ

1000 000 800 700 600 50 О 400 300 200

т

-г

"Г

а

/

а - в радиационном поясе Земли

* - электроны альбедо Внутренний радиационный пояс

• - захваченные электроны

Внешний радиационный пояс

0 - захваченные электроны

б - под радиационным

поясом Земли »■ - электроны альбедо

1 - кваэизахваченные электроны к востоку от аномалии для ДОЛГОТ 70°—160° (область аномалии исключена)

о - кваэизахваченные позитроны к западу от аномалии для ДОЛГОТ 200°—290°

О 15 30 45 60 75 до (область аномалии искл-на)

\'Л. у. г.« утЗЭчяии.'М&'л Г/; ^ _I I 1.

Зо

Питч-угловое распределение рис. 24 четко выявляет поток электронов альбедо, притом различный по интенсивности в радиационном поясе (~300 м~2с""!ср-1) и под радиационным поясом (50*5 м_,с-1ср-1). Повидимому это существенное различие связано с тем, что электроны альбедо наблодается не просто в радиационном поясе, спускаясь к границе атмосферы вызывают дополнительный поток электронов альбодо. Следствием этого дополнительного потока можно считать наличие квазизахваченных электронов вблизи магнитной аномалии на долготах 70°-160° и 200°-290° (Рис. 24 И 25).

Большая интенсивность потока электронов (1100*300 м_2с_1ср-1) при значениях Ь = з. 2-3.5 на рис. 22 соответствует внешней зоне радиационного пояса Земли. Распределение интенсивности потока элоктрснов как функции напряженности магнитного поля подтверждает такую картину (рис. 23). Однако в этом случае большая интенсивность потока возможно отражает нестационарное явление, так как экспериментальные данные были получены вслед за мощной солнечной вспышкой, сопровождавшейся возрастанием потоков частиц в магнитном пространстве.

m2SlSr MeV"1

|Q g—' y1 шп|--1—i ri щщ-1 -I r i|i'-g

Êtt

(0^

10° =-

10 =

—t- " \ >

!0

-is

Ю'

u

aL

1 ч гMv

ЩЁ S

л__i „in

I"l ' I < l lin 1_1_I. I r/iXL

I0l Ю2 Ю* itf Energy MeV

Рис. 25.

Дифференциальный энергетический спектр электронов.

Вторичные электроны

радиационного пояса

Земли (L = 1.1-3. 8),

*~ захваченные электроны К-225

« - электроны альбедо К-225

$ - электроны и позитроны "Мария"

Вторичные злектронкм под радиационным поясом Земли 200-500 км

о - квазизахваченные электроны К-225

--элэктроны альбедо

К-225

о - первичные электроны К-225 вне аномалии

в - первичные электроны К-225 в Бразильской аномалии

::: -первичные электроны Annal (41) ВИ9 аномалии

Вставка внизу -Трассы пересечения Бразильской магнитной 'аномалии во время полета спутника Космос—225, распределение линий разных L и В

зь

Рис. 26. Дифференциальный энергетический спектр электронов. м^с-'ср-1 КЬВ-1

Вторичные электроны внешнего радиационного пояса Земли I = 2.0-3. 8

♦ - захваченные электроны

К—225

• - электроны альбедо К-225 Вторичные электроны под радиационным поясом Земли 200-500 км

* -квазизахваченные электроны

К-225

т - электроны альбедо К-225 Первичные электроны о-в Бразильской аномалии К-225 а - вне аномалии К-225 д, о,«, v, v, о - данные обзора Аш1&1 (41) вне аномалии

*

б. 0ЕСУ2ДН1ИЕ ЭКСПЬТИКЕНТАЛЫ !ЫХ ДАННЫХ О ЗАХВАТЕ ЭЛЕКТРОНОВ ВЫСОКОЙ ЭНЕРГИИ В МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ

Электроны с энергией более нескольких десятков МэВ наблюдались и< аэростатных и ракетных экспериментах давно, около сорока лет назад, и уже тогда было понятно, что эти электроны образуется как одна из компонент альбедо космических лучей (27), то есть появляется вследствие взаимодействия первичных космических лучей с ядрами атомов воздуха. В одном из первых экспериментов на искуственных спутниках Земли (43) в ядерных фотоэмульсиях были обнаружены треки частиц не производящих ядерные взаимодействия, что позволило их идентифицировать как электроны высокой энергия. Разнообразие траекторий электронов альбедо в мзгнитном поле Земли за пределами атмосферы позволяет классифицировать такие вторичные электроны весьма разнообразным образом: рееьгрннтальбедо, возвратное альбедо, кназиэахват. Естественно такого рода классификация можэт лишь опираться на конкретные свойства потока вторичных электронов, то еси. требует детализации экспериментальных данных. При этом само разнообразие свойств потока является следствием взаимодействия вторичных электронов с магнитным полем Земли от «.»мента их рождения в атмосфере до поглощения ц той ж атмосфере при наличии существенной сфарической несимметрии магнитного поля Земли относительно атмосферы. В частности явление квазизахвата в значительной стопени определяется наличием областей отрицательной магнитной аномалии.

Новым результатом явилось обларуяение захвата электронов высокой энергил магнитным г.олем Земли. При этом, осчь захват электронов I; энергией <100 МэЗ а принципе предсказывался (43) как ускорение электрическими полями в процессе радиальной диффузии электронов,

попадающих в магнитосферу извне (43), то из-за синхротронных потерь энергии электронами в магнитном поле для объяснения наблюдаемых потоков электронов с энергией вьше loo МэВ необходимо иметь дополнительные источники электронов, выходящих из атмосферы при1ДО'П}'ХЯ*ЯЩХ'для Захвата условиях. Как ухе отмечено, степень детализаций' с ВС йсТй и составлявших потока вторичных электронов в магнитосфере Земли заЕ.мснт от точности и детальности экспериментальных данных, но нельзя отрицать и обратной связи концепции авторов на направление и катоды анализа результатов наблюдений.

Зарубежных данных экспериментов о захвате электронов пока что нет. В Советском Союзе, проводились эксперименты на спутниках Протон-1,2, з, -í,

Рис. 27. Интегральные энергетические спектры электронов альбедо при а=0т75°(1) И квазизахЕаченных эле-ктрониз при О = 75°т90° (2), усредненные по всем значениям I от 1 до 3. 5.

Рис. 28. Интегпальный энергетический спектр* захваченных электронов в области Бразильской анокалки при В - 0. 20*и. 22 Э (1) и спектр альбэднах электронов в области захвата' (2) при I = 1. 1*1. 2.

i

i

; t

/г'

/г'

/í'

.1

" t

l

/ff*

4 Г

» i

II

Космос-225,428,440,555, КК—17, Болгария-13ио, Метеор и орбитальных станциях Салют-«, 7 группами сотрудников из МГУ, МИФИ и ФИАН. Общий итог этих экспериментов трудно свести в единую картину. Тем более, что в условиях ограниченной статистической точности измерений и различия экспериментальных методов большое значение ¡«льет точка зрения авторов.

Наличие потока захваченнмх электронов высокой энергии в радиационном поясе Земли наиболее значимо проявляется в питч-угловых зависимостях (рис. 21). Анализ данных того жа эксперимента (63,64) характерен отсутствием статистически обеспеченной питч-угловой зависимости для квазизахааченных электронов, как и долготной зависимости, как непосредственного признака квазизахвяченных олзктрокоз (рис. 27,29). Б 'работе (64) в пределах статистической точности измерений когио было считать отсутствующей и питч-угловую зависимость потока захваченных электронов, что позволило авторам указать на ошибочность нашего анализа. Позже, в работе (63) тех ке авторов питч-угловая зависимость потока захваченнь.электронов с энергией > 100 МэВ в районе Бразильской аномалии выявлена более определенно (рис.28). На

Рис .28а. Питч-угловая зависимость

потока вторичных электронов с энергией > юо МэВ в радиационном поясе по данным К—225. Потоки показаны по работам:

• *»яаз Никольский, Сииицина (10-13*-, □ те ™е да.чпие, усредненные 75»-90«, '£/V юз.! - Григоров, Курносоэа, Разоренов, Фрадкин (ту,

19Н5 - Грн1 еров, Курнососа. Разоренов, Фрадкин (бз).

1000 &00 600 4СО 500

М С ср

I

г»»—) |

Ш | и

90'

60°

О

рис.28а результаты работ (63,64) сопоставляйся с пшч-угловой зависимостью, приведенной в нашей работе. Как можно вздеть из сравнения дотальность нашего анализа более чотко характеризует язление захвата электронов вблизи точки отражения. (На высотах 200-600 км в районе Бразильской магнитной аномалии поток, прогонов имеат острое питч-углог.пэ распределение - поток частиц с питч-углом ~78= составляет не более 10% потока частиц с 90» (47,58). Следовательно, то же самое будет и для электронов. Питч-угловое распределение электронов не должно быть шире питч-углового распределении протонов (47). Поток электронов при питч-углах < 78» представляет собой поток электронов альбедб. Следует отметить, что поток электронов альбедо в Бразильской аномалии в 5-7 раз большо потока альбедо вне аномалии, что указывает нч Бразильскую аномалию как на источш:к квазизахвата электронов указанной энергии магнитным полам Земли. Повышенный поток электронов альбедо в области Бразильской аномалии отражает, отмечаемуь и в работе (63) возможность доп-мнлтельпого

;—гтгп177|—| | 1111Щ—гттптп

Интегральные потоки электронов апьбедо различных энергий по данным К-?г5. Истоки с энергией > . ¡¡>0 МэВ показаны по работам:

Ю'

t

+

4 2 - 1653Г. Никольский, Синкцина (10,11,12);

10'

о

I «3

3 - 1935 г. - Григоров, Курносог-а,

Разоренов, Фрадкин (64);

4 -1489 г. Курнссора, Разоренов,

Фрадкин (65).

потока вторичных электронов, генерируемых наиболее энергичней частью протонов внутреннего радиационного попса. Вне области Бразильской аномалии под радиационным поясом поток электронов альбедо по нашим измерениям составляет 50 ±5 м-чг'ср-1.

Рис.зо. Энсрготический спектр вторичных

электронов в районе экватора

П1 г --Протонч ,г • - Интеркосмосч 7 о -Космос-450 к - Протон-4 д-Протон-3

® —космос—428 С -Космос-ггз К - космос—5 55

3в-

Ориентация

несриентир. горизонтальная

вертикальная.

неориентир, неориенткр. вертикальная неориентир, вертикальная

Энергетический спектр вторичных электронов на высоких широтах

Ориентация

о -К225 2 <11<6 Г8 • -К555 1 <11<<1 ГВ + -ИК-1 7 1 <Л<4 ГВ »—¡(490 1<Я<4 ГВ Д-П-4 2 <11

неорионтир.

вертикальный

горизонт.

вертикальный

неориентир.

■квазизахваченныэ электроны Ь=о .95-и .оо квазизахваченныэ электроны 1=1 МП .05

Питч-угловос распределение давно получить, измеряя его либо непосредственно, либо по оценке высотного хода - -зависимости интенсивности потока от величины магнитного поля.

Приведенные на рисунке 31 характеристика пиз-ч^ло^о распределения захваченных высокоэнергичных электронов, полученные в эксперименте (55) определены с учетом угловой апертуры прибора, для даух вариантов этого распределения - Аехр(-Св2) и А<н С. В этих зе экспериментах (24, 55) были получены пространственные распределения потоков захваченных

5-Ю

ь т2&"'йг"

2-Ю

90 80 70 60 в°

Рис. 31. ' Питч-угловое распределение захваченных электронов с энергией 40 -520 (АзВ аппроксимирован™

1 - функцией А ехр(-€ог)

2 - функцией Аа+С данные работы (55).

электронов для различных оболочек в диапазоне Ь = 1.1-1. 8. На рисунке 32 приведена зависимость интенсивности электронов с энергией 20-350 МэВ, имеющих питч-углы -90°, от напряженности магнитного поля Земли для оболочек I = 1.12-1. 2. Из рисунка видно, что для высот больших 200 км при В<0. 22 Гс существует сильная зависимость интенсивности электронов от напряженности магнитного поля, что является особенностью захваченной радиации в магнитосфере Земли. На высотах меньших гсокм поток в интервале энергий 20-350 МэВ составляет <200 ас—1ср—1, природа его как установлено многочисленными исследованиями имеет альбодное происхождение (47). Зависимости, аналогичные рис. 32, были получены для всего диапазона

-5 и -I т 3 зг

Н (ит)

5 700 500 300 100 0

-I--1--1—г-

и

С'

Э !7 0.\9 02» 0.2Ь 0.15

ел го

Рис. 32. Зависимость, интенсивности электронов от напряженности магнитного поля В в точках отражения для оболочек 1. = 1.1-1. 2 данные работы (24, 55). Верхняя шкала - минимальная высота чад поверхностью Земли точки с напряженностью, приведенной на нижней шкале и находящейся на оболочке Ь = 1. 15 »о - энергия 20-350 МэВ данные (24, 55) к К—225, энергия 100-1000 МэВ л зи°ргия более 130 ЬЬВ данные (57)

оболочек внутреннего радиационного пояса Ь - 1.1-1.8 - рисунок 33. На основании этих данных получена зависимость максимальных потоков электронов с энергией 20-350 МэВ и питч-углом ~80° от номера оболочки для различных высот в районе Бразильской аномалии, приведенная на рисунке 34.

Отношение потоков высокоэнергечных электронов к потокам позитронов получено в работе (¿5). Из питч-углового распределения электронов и позитронов с энергией зо—150 МэВ, приведенного на рисунке 35, видно, что для частиц, находящихся в захваченном состоянии 1е~/1е+ ~ 3, а для альбедных 1е_/1ен' ~ 0.5, что показывает на большую роль радиальной

т^э"1 в г"1

1.0 1.5

-а -I -« м « ср я, ем

^ Л.* ЛПЛ Л тлл . *5У

Рис. 33.

2-Ю

ПО

■ им ■ } 1гУНЬ !:■ II II 1 Ы.<М£ 1111X1 \ ь-ус-а

1 ■ л.

1 1« и ч - 11.1 л*

,50 .24 ,21 .23 -2Ь а.. ГС

Ркс. 34. Зависимость максимальной интенсивности электронов с энергией 20-350 МэВ и питч-углом 90° от номера магнитной оболочки I для разных высот, измеренная в Бразильской магнитной аномалии о-500 КМ, »-400 км *-350 КМ, й-300 КМ

диффузии в формировании потока захваченных электронов с энергией >зоКЬВ.

Большой поток электронов альбедо в области Бразильской магнитной аномалии (рис. 24) отражается на потоке электронов и долготной зависимости потока. При этом поток квазизахваченных электронов к востоку от Бразильской аномалии выше, чем к западу, что соответствует данным (46). При своем дальнейшем долготном дрейфе избыток потока квазизахваченных электронов выравнивается с интенсивностью потока электронов альбедо вне

-2-1 -I ь т Б ЭГ

-п 1 I I 1 • - £ *е

( . - 0- О*

г

* ] ч

ь . • т ф 1» Л__1 л--

90 '(0 50 ¿0 0°

Рис. 35. Зависимо>л.

интенс. явности суммарь.. »'1

компоненты и отдельно электронен и позитронов с энергией 30-150 МэВ от величины питч-угла I. - 1.2-). з. Данные работы (46).

5

Бразильской аномалии 50*5 м-2с_1ср-1.

В работах (61,62), рассматривая долготные и питч-угловые характеристики потоков электронов с энергиями более нескольких десятков МэВ на ь оболочках от 1.2 до 2. о в зависимости от высоты, исследуется влияние квазизахвата на анизотропии долготных зависимостей (рис. 36). В долготном распределении получен статистически обоснованный результат о существовании двух максимумов на долготах ~Ю0° и ~200° во всем диапазоне высот от 300 км до 1200 км наблюдается повышенный вдвое поток квазизахваченных электронов с энергией более нескольких десятков МэВ. По мере удаления от этих районов поток квазизахваченных электронов убывает.

М' г

Рис.29. Долготная зависимость потока электронов с Е>Ю0 МэВ и питч углами в интервалах 0-60» (а) и 60»-90® (б), полученная для северного полушария при усреднении по всем значениям I, (63).

и выравнивается с потоком электронов альбедо космических лучей.

Качественное согласие приведенных экспериментов, выполненных различными приборами, отличающимися методом разделения электронов и протонов, показывают достоверность экспериментальных данных. Как питч-угловое распределение, так и высотный ход электронов является существенно неоднородным, захваченные электроны имеют питч-угловое распределение. Квазизахваченные электроны энергий в десятки и сотни МэВ обладают долготными зависимостями, отражающими и магнитные аномалии и асимметрию магнитосферы Земли относительно атмосферы.

I ^сг'с.") »00 .

ко

т

МО

+

4-

^ + +

1__

+

+

30' 7 а- Я?' КО' ОО" (50- {70 110' гю" 230' х

Рис. 36. Долготные зависимости потоков электронов с энергией >80 МэВ; северное полушарие - данные работы (62). • - ВЫСОТЫ -900 КМ I, = 1. 2-1. 7 о - ВЫСОТЫ -1250 КМ I = 1. 7-2. О

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Магнитная ловушка, создаваемая диполем удерживает внутри себя частицы, каким- либо образом туда внесенные и пропускает сквозь себя или отражает частицы, приходящие извне. Поэтому в стационарном состоянии магнитное поле вокруг Земли не может захватить частицы, приходящие извне. Систематическая нестационарность внешней границы магнитосферы связана с тем, что магнитные поля по своей величине сравниваются с магнитными полями, приносимыми солнечным ветром. Нестационарность верхней границы также связана с магнитными бурями и другими мощными процессами, происходящими не Солнце. Особенностью нижней границы магнитосферы вблизи Земли является атмосфера, которая с одной стороны вызывает потери энергии у заряженных частиц и их поглощэнив, а с другой, под воздействием космических лучей может служить генератором заряженных частиц. Однако последние не могут оказаться стационарно захваченными, так как при своем многократном возвращении в область магнитосферы, где есть остаточная атмосфера теряют энергию и поглощаются.

Перечислим источники электронов высокой энергии в радиационном поясе Земли.

Нейтроны альбедо. После обнаружения внутреннего радиационного пояса с большими потоками протонов было обращено внимание на наличие механизма, благодаря которому частицы с энергией, удерживаемой магнитным полем, могут вноситься в зоны захвата другими частицами. Благодаря такому механизму нейтроны альбедо космических лучей (66) оказались мощным источником протонов с энергией до ~ 1 ГэВ. Однако этот механизм, давая при паспаде не только протоны, но и электроны не мог обеспечить накопление электронов высоких энергий в радиационном поясе вследствие кинематики распада.

Радиальная диффузия. Электроны высокой энергии, приносимые солнечным ветром, эффективно проникаот в магнитосферу Земли из межпланетного пространства. По мере снижения их в магнитосфере -радиальной диффузии (43), электроны дополнительно ускоряются. Ограниченное пространство для такого ускорения с одной стороны и появление эффективных синхротронных потерь при энергии электроноь ~ юо МэВ препятствует накоплению значительного потока захваченных электронов с энергией > 100 МэВ во внутреннем радиационном поясе.

т-р-е распад. Другой тип распадного механизма для накопления электронов высокой энергии в радиационном поясе Земли представляет собой r-vj-e распад. По-видимому это наиболее эффективный источник накопления электронов высокой энергии в радиационном поясе Земли.

Этот же механизм благодаря снижению высоты внутреннего радиационного пояса протонов в районе магнитных аномапий и полярных зонах приводит к образованию потока зах, ченных и квазизахваченных электронов высоких энергий, являясь дополнительным источником захваченных электронов во внутреннем радиационном поясе Земли (44,-17).

пчра первичного космического излучения. Недавно был предложен еще один механизм (6S) образования электронов высоких энергий путем радиоактивного распада осколков ядер первичного космического излучения, возникающих а результате неупругого столкновения на верхней границ-.) атмосферы.

Оценка эффективности образования радиационного пояса электронов в ¡/со кой энегрии (> ¡00 МэВ) показывает, что наиболее существенный вклад дает i-/i-e распад от первичного космического излучения и от протонов внутреннего радиационного пояса Земли с энергией > зоо >ЬВ.

1. В работе (47) ч соответствии с механизмом г-р-е распада излагается картина захвата электронов высокой энергии в районе ' Бразильской магнитной аномалии. Приводятся оценки потока электронов высокой энергии, который может быть создан протонами внутреннего пояса, обладающими достаточно зысокой энергией (Е > зоо МэВ), чтобы при неупругом взаимодэйствии с ядрами атомов сстаточноЯ атмосферы рождать пионы, распад которых даст электроны высоких энергий. Дифференциальный спектр электронов, полученный в работе (lï) представлен на рис.37, пунктиром показан кинематический предал энергии электронов, рождаемых протонами с Ер = юоа МэВ.

Оценка потока (47, стр.99) Ja (Е ^ 100 МэВ) » SOO ¡.¡-зс-' совпадает с настоящей работой рис.21,3S). Если откссеть измеряемые потоки к единице тельского угла, то следует учитывать резнув угловую анизотропи» частиц в Бразильской аномалии на высотах 200-500 кы - поток частиц (как протонов, так и электронов) с питч-углами < 7ô° составляет но более ю% потока частиц с питч-углом 90°. Резкое питч-угловое распределение частиц объясняется тем, что в Бразильской аномалии на этих высотах при питч-угле < 7Я<-зеркальные точки находятся на таких высотах, где частицы теряют много энэргии й быстро поглощаются.

Рассматриваемая публикация (47) была несколько позже экспериментальных фактов (10-12), ко эе можно рассматривать как предсказание (так как ь (47) не т ссылки на экспериментальную работу (ю—12).

Рис.37. Дифференциальный спектр электронов, рожденных всеми протонами радиационного пояса И имеющих питч-углы £0«? > а > 780; I/ _ ПОТОК протонов с Ер>300 МэВ в радиационном поясе. Пунктиром показана максимально возможная энергия электронов (47).

Подводя . итог сопоставлен1.» экспериментальных данных с теоретическими расчетами (47), можно сказать, что данные настоящей работы (см. рис.38) находятся в хорошем согласии с предсказаниями теории (47), которая в качестве основного источника высокоэнергичных электронов в околоземном космическом пространстве предполагает распад пионов, Образованных первичными космическими лучами и протонами внутреннего радиационного пояса. В связи с этим, следует отметить, что анализ данных того же эксперимента - данные (63,64) характерные отсутствием статистически обеспеченной питч-угловой зависимости, как непосредственного признака захваченных и квазизахваченных электронов, приводят к тому, что экспериментальные точки (63,64) далеки ст расчетной кривой (47) (см. согласие теоретической кривой и данных настоящей работы, рис.38).

Рис .38. Отношение дополнительного потока электронов к потоку поясных протонов с энергией £и> 300 МэВ.

— - кривая (47) - расчетный спектр электронов, генерируемых протонами внутреннего пояса (поток протонов принят = 5-!05м-2с-'ер-'); ф - настоящая работа, • - данные (63,64).

г. Расчеты выполненнние в рамках механизма радиальной диффузии показали, что в результате радиального дрейфа происходит ускорение высокоэнэргичных электронов и накопление на оболочках г. = 1.1-1.8. Из Рис.39 видно, что расчетная и экспериментальная зависимости близки по свосй форме. Значительно большая величина расчетного потока е сравнении с экспериментом связана с тем, что расчет выполнен для вераина силовой линии, где интенсивность потока электронов должна быть значительно выше, чем иг. высоте ~ 500 км.

-2 -I

т

т

5!

то'

1 Рис.з 9. Зависимость

рассчитанного в вср&чнв 4 силовой линии потока элзктронов с энергией более 30 МэВ, захваченных магнитосферой Земли, от номера магнитной оболочки I (кривая, ле^ая икала) и экспериментально измеренной в районе Бразильской аномалии на высоте 400 км интенсивности электронов с энергией 20--2ьо ,\ЬВ и питч-углом 90° от ь ( • , правая шкала).

3. В работо (11) рассмотрена генерация электронов во взаимодействии протонов внутреннего пояса с остаточной атмосферой. Энергетические спектры могут быть согласовны с нашим экспериментом, рис.40.

Рис .40. а. - Интегральный энергетический спектр вторичных электронов; « "Космос—225м, "Салюг-1", втаричныз электроны радиационного пояса Земли; v -захваченные электроны, д - электроны альбг "o¡ - "Космос-225", "Салпг-i (8,;o¡ ¡ о - "Космос—490", о - "Протон—3"; х - "Г!ротин-4" [ со]; вторичкыо электроны ник радиационного пояса Земли-, д - 'Космос-225", электроны альбедо на высотах 200-500 км; V - "Космос-225", квазизачвачекные электроны на высотах 200-500 rv: сплошные кривые - расчетные; I - '{в) - к ехр( -Т<?/г); II - Г(0)=1/4г; Ш - f(ü) = В(В-о;, о. Распределения потоков втооичных электронов с энергией юо-юоо в зависимости от i. в. - Распределение потоков вторичных электронов с энергией 100-1000 МэВ в зависимости от напряженности магнитного поля В для l

4. Ядра первичного космического излучения как источник вксокоэнергичных электронов и позитронов радиационного пояса Земли обсуждались в работе (68). В последующих расчетах (19) показано, что этот нзханнзм образования электронов и познтронов при энергиях < 30 МэВ дает соотношение ~ 1.6 меаду электронами и позитронами. При энергиях от 30 до зоо МэВ отношение ~ 0.6. Из итого следует, что рассмотренный механизм не является определяющим в интервале энергий 20-150 МэВ, где экспериментально нзкзрепное зарядовое отношение составляет - з (46)

i»' н' ю' ¡ok !» Ifi (¡í »» <¡js щ

Í.m» i i i

^ 1.1*3 Я; Т.(. 1.1*1.2, Lj = 3.2*3 5.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основные Результаты

1. Решающей особенностью данного экспермента исследования явилось создание аппаратуры, способной с высокой степенью достоверности выделить электроны с энергией более 100 МэВ на фоне значительно превосходящих потоков протонов той же энергии, а так se заряженных частиц меньшей энергии.

Аппаратура, е автоматическом режиме на искусственном спутнике Земли, обладала возможностями выделять направленные потоки частиц, измерять энергию частиц в спэктромэтре калориметрического типа, различать электроны от частиц большей кассы по их Лорекц-фактору. Калибровка спектрометра произведена на электронных ускорителях <М1АН и Харьковского ФТЙ. Полученныэ каскадные кривые в свинце с учетом переходного эффекта свинец-сцинтиллятор подтверждены расчетами (2S, 32} выполненными позяе.

2. 'Разработана методика обработки и проанализированы экспериментальные данныч с Космос—225 и Сагюг-1 об энергетических, пространственных и шггч-угловых хараю еристиках. потоков захваченных, кьазизах-ваченных и альбедо выооксуноргичных электронов в магнитосфере Земли.

Правильность работы аппаратуры в космосе и особенно в условиях повышенного фона в области Бразильской магнитной аномалии показана путем экспериментального исследования энергетических спектров первичных протопоп и олсктронеэ.

Согласие измеренных нами потоков первичных протоков и электронов с друпим.ч данными свидетельствует о корректности эксперимента и

возможности измерений потоков вторичных электронов в условиях повышенного фона в Бразильской аномалии.

:3. Экспериментально показано наличие во внутреннем радиационном ■поясе Земли захваченных магнитным полем электронов с энергией 100-700 МэВ. Доказательством захвата является питч-угловое распределение с концентрацией потока электронов вокруг угла 90° относительно направления магнитного ;юля Земли вблизи точки отражения частиц при своьм движении вдоль .магнитных силовых линий с J, = 1.2-2. Интенсивность потока уахваченных электронов в десять раз превышает интенсивность потока электронов альбедо в том же интервале энергий на высотах 20П-500 км под радиационными поясами. Поток электронов альбедо был определен как 50*5 •м-2с~1ср"1 в тех ¡se экспериментах.

3 районе Бразильской аномалии наблюдался также повышенный поток 'Захваченных электронов с энергией выше ico МэВ при значениях L = 2. о-З. 8, Промежуточных между внутренним и внешним радиационными поясами Земли. Ошако нельзя исключить нестационарный характер зарегистрированного повышенного потека электронов из-за предшествовавшей ему вспышки на Солнце.

4. В районе Бразильской магнитной аномалии во внутреннем радиационном поясе Земли (L - 1. 2-2. о, В - о. 22-4). 27) интенсивность потока электронов альбедо значительно .в 5-7 раз превышает величину потока электронов альбедо з том же интервале высот 200-500 км под радиационными поясами вне Бразильской магнитной аномалии. Можно полагать, что повышенный поток электронов альбедо в районе Бразильской магнитной аномалии является результатом стока частиц внутреннего пояса Земли и взаимодействия протонов с ядрами воздуха. Следствием относительно

большого потока электронов альбедо в районе Бразильской магнитной аномалии является как дополнительная подпитка потока * захваченных электронов в радиационных поясах, так и появление квазизахваченных электронов под радиационными поясами. Обнаружение в данных экспериментах потока квазизахваченных электронов на высотах 200-500 км к востоку и западу (70°-1б0° и 200°-290°) от Бразильской аномалии является экспериментальным подтверждением такой возможности.

Таким образом совокупность изложенных здесь экспериментальных исследований в согласии с работами (48,45) выявляет неизвестное ранее явление радиационного пояса вксокоэнергичных электронов, заключающееся в том, что при ускорении электронов в процессе диффузии из внешней магнитосферы Земли и генерации в атмосфере электронов в спектральном интервале энергий 30-800 МзВ происходит накопление электронов, с питч-углами достигающими 00° за пределами атмосферы.

БИБЛИОГРАФИЯ i. Публикации по теме диссертации

1. В. Г. Синицина. Полупроводниковые источники света наносекундной длительности на основе карбида кремния - Отчет ФИАН, 1963, с. 1-26, Сборник Исследование космического пространства, M Наука, 1965, с. 526.

2. В. И. Логачев, В. Г. Синицина, В. С. Чу чин. Собирание света в болыиом пластическом сцинтилляторе - Поепринт ФИАН, М. 196«, с. 1-8. Сборник Космические лучи-М. Наука, 1969, с. 185.

3. В.А.Болышев, И.Н.Капустин, Л.В.Курносова, Г.Н.Платонов, Л. А. Разоренов, В. Г. Синицина, В. А. Тясто, 0. Н. Фотин, М. И. Фрадкин, В. С. Чукин. Установка для регистрации электронной компоненты первичного космического излучения-Сборник Космические лучи, М., Наука, 1969, с. 160, Препринт ФИАН, 19СС.

4. В. И. Логачев, В. Г. Синицина. Ливни, образованные электронами с энергией 600, юоо, 1300 МэВ в свинце - Изв. АН СССР, Сер. физическая, 1968, т. 32, с. 508.

5. В.И.Логачев, В. Г. Синицина, И. С. Чукин. Газовый черенковский счетчик Сборник Космические лучи, М., Наука, 1972, 13, с. 207.

6. В. Г. Синицина. Протонная компонента первичного космического излучения в области экватора на высотах 200-500 км - Сборник Краткие сообщения по физике ФИАН, 1971, 5, с. 32-39.

7. Л. Т. Матачун, В. Г. Синицина, Л. Я. Тренде ева. Обработка данных полета спутника К0СМ0С-225 на ЭВМ-Препринт ФЙАН, к, 1974, N38, с. 1-13.

8. В. Г. Синицина. Электроны и протоны в космосе на высотах 200-500 км. Диссертация на соискание учен. степ. канд. физ.-мат. наук. М., ФИАН, 1975.

9. В. В. Антоненко, В. Л. Болышев, И.П.Капустин, С. С. Коняхина. Л. В. Курносова, В. И. Логачев, Л. А. Разоронов, В. Г. Синицина, М. И. Фрадкин, В. С. Чукин. Измерения потоков электронов на высотах 200-500 км. Сб. Косм зские исследования, 1977, N4, с. 589.

10. С. И. Никольский, В. Г. Синицина. Высокоэнергичные электроны в радиационном поясе Земли. -Краткие сообщения по физике ФИАН, 1983, NU, с. 21.

11. С. И. Никольский, В. Г. Синицина. Протоны и электроны в Бразильской магнитной аномалии на высотах 200-500 км. - Краткие сообщения по физике ФИАН, 1983, N11, с. 25.

12. С. И. Никольский, В. Г. Синицина. Высокоэнергичные электроны в космосе на высотах 200-500 км. - Сб. Краткие сообщения по физике ФИАН, 1983, Nil, с. 30.

13. рапортерский доклад м.и.панасюка на всесоюзной конференции по космическим лучам, 1984.

рапортерский доклад л.и.дормана на 20 международной конференции по космическим лучам, 19s7.

6J

и. А. А. Гусев, С. И. Никольский, Г. И. Пугачева, Б. Г. Синицина- Электроны высоких энергии на высотах 200-500 км. -Изв. АН СССР сер. физ., 19S4, т. 48, N11, С. 2185. .

15. С. И. Никольский, В. Г. Синицина. Генерация вторичных электронов протонами радиационного пояса в области Бразильской магнитной аномалии. -Краткие сообщения по физике ФИАН, 1985, N1, с. 46.

16. В. Г. Синицина. Большие пластические сцинтилляционные счетчики. Препринт ФИАН, 1985. N170.

17. В. Г. Синицина. Высокоэнергичные электроны на высотах 200-500 км. - 20

ICRC, 1987, 4, 247.

18. С. И. Никольский, В. Г. Синицина. Энергетический спектр и угловое распределение электронов высоких энергий на высотах 200-500 км. Сб. Космофизика, М. , 1987, С. 14-23.

19. В. В. Дмитренхо, В.В.Комаров, С.И.Никольский, Н.Г.Полухина,

B. Г. Синицина, Ю. В. Терехова. Яара первичного космического излучения как источник высокоэнергичных электронов и позитронов радиационного пояса Земли. -Препринт ФИАН, 1939, N152.

2. Цитированная литература

20. G. J. Perlow, 1. D. Shipman. - Phys. lie v. , 1947, v. 71, N5, p. 27, 325.

21. A. M. Гальпер, В. В. Дмитриенко, В. Г. Кириллов-Угрюмов и др. - Изв. АН СССР, сер. физ. 1970, Т. 34. С. 2775.

22. А. М. Гальпер. - Диссертация, МИФИ, 1973.

23. Н. J1. Григоров. -ДАНСССР, сер. Физика, 1977, т. 234, N4, с. 810.

24. А. М. Гальпер, В. М. Грачев, В. В. Дмитриенко, В. Г. Кириллов-Угрюмов,

C. Е. Улин. - Письма в ЕЭТФ, 1983, т. 38, с. 409.

25. В. И. Рыкалин, Т. Г. Кмита, И. В. Рыкалин, И. А. Новоселова. Некоторые применения полупроводниковых импульсных источников света в экспериментальной ядерной физике. - Препринт 0ИЯИ, N2466, 1966, с. 36.

26. И. П. Иваненко, Б. Е. Самосудов. -Ядерная физика, 1967, 5, 627. .

27. R. Jakeways, J. R. Calder. - Nucí. Instr. and Metb. 1970, 78, 305.

28. В. В. Гужавин, И. П. Иваненко, Б. Е. Самосудов. -Изв. АН СССР, 1968, сер. физ. 32, 4857.

29. А. М. Кольчужкин, В. В. Рыжов, В. В. Учайкин. - Изв. АН СССР, сер. физ. 1ЭТ0, 34, 2019; 1971, 35, 2171.

30. С. J. Crannell, К. Pinkau, et al. - Phys. Rev. 1969, 182, 1435.

31. А. M.Кольчужкин, В.В.Рыжов, В. В.Учайкин. - Изв. АН СССР, сер. физ. 1976, 40, N5, 2114.

32. Э. Б. ПЬшин. -Диссертация, ТПИ, 1975.

33. С. 3. Беленький. - Лавинные процессы в космических лучах, Гостех издат. 1948; С.3.Беленький, И.П.Иваненко. -Усп. физ. наук, 1959, 69, 991.

34. В. И. Беспалов, А. М. Кольчужкин. - Изв. АН СССР, сер. физ. 1961, т. 46, N7, 1346.

35. И. С. Барашенков, В. Д. Тонеев. - Взаимодействия высокоэнергичных частиц и атомных ядер с ядрами. -Атомиздат, М. J972.

36. А. Н. Чарахчьян, Т. Н. Чарахчьян. - Геомагнетизм и аэрономия, 1967, ; NC, 974; 1970, Т. 1, N2, 240; ХЭТФ, 1958, 35, 1058; Труды ФИАН, 1973, Т. 64, .4

37. W. R. Webber, Т. F. Ornes. Phys. Rev. 1965, 138, 2В, 416.

38. Р. Н. Басилова и др. - Геомагентизм и аэрономия, 1974, м.

39. В. И. Акимов. -Диссертация. НИИЯФМГУ, 1973.

40. 0. А. Займидорога D. Д. Прокошкин, В. М. Цупко-Ситников. -Препринт. Дубна, 1906, Р—2633 Исследование ливней, образованных электронами г энергией 45, 130, 230 и ззо to В в свинце; Р-2840, Флуктуации в ливнях, образованных электронами с энергией от 45 до ззо МэБ.

41. P. Meyer. - Aim. Rev. Astroa. к Astrophys. 1969, 7, 1;

B. И. Зацепин, В. И. Рубцов. -Геомггнетизм и аэрономия, 1971, и, N3, 417.

42. A. iví. Г'альпер, В. М. Грачев, В. В. Дмитренко, В. Г. Кириллов-Угр»я,1ов п >y<.

- Препринт ИТЭФ, 193?, NJ45.

43. Б. А. Тверской. - Динамика радиационных поясов, М. Наука 1968.

44. Г. И. Пугачева, А. А. Гусев. - Геомагнетизм и аэрономия, 1982, т. wc.

C. 912.

45. А. М. Гальпер, В.М.Грачев, В. В. Дмитренко, В. Г. Кириллов-Угрюмов и n¡

- Космические исследования, 1981; т. 19, вып. 4, с. 645.

46. А. Воронов, А. М. Гальпер, В. Г. Кириллов-Угршов и др. - Письма .. 131Ф, 19SC, Т. 43, С. 210.

47. Н. Л. Григоров. - Электроны высокой энергии в окрестности Земли И Паука, 1985.

43. А. И. Гальпер, В. М. Грачев, В. В. Дмитренко, В. Г. Кир плов-Письма в ХЭТФ, 1983, т. 38, вып. 8, с. 409.

49. Н. Л. Григоров, Д. А. Журавлев, М. А. Кондратьева и др. -tfógtefc&e исследования, 1933, т. 1, с. 436.

50. Н. Л. Григоров, Б. С.Клинцоз, В. Е. Нестеров и др. - Изв. АН СССР, сер физ. 1966, т. 30, с. 1775.

51. А. М. Гальпер, В. М. Грачев, В. В. Дмитренко и др. - Элементарные частицы и космические лучи, М. Атомиздат, 1930, вып. 5, с. 31.

52^ А. М. Гальпер, В. М. Грачев, В. В. Дмитренко и* др. 18 ICRC, 1983, т.з,

53. Н. J1. Григоров, С. И. Воропаев, Л. Ф. Калинкин и др. - Тезисы доклада на Всесоюзной конференции по космическим лучам, Новосибирск, 1967.

54. А. А. Гусев, Г. И. Пугачева. - Препринт НИИЯФ МГУ-87-ооз, 1987.

55. А. М. Гальпер, В. М. Грачев, В. В. Дмитренко, В. Г. Кириллов-Угрюмов и др. - Космические исследования, 1983, Т. 21, N4, С. 651; N5, С. 707.

56. А. М. Гальпер, В. М. Гоачев, В. В. Дмитренко, В. Г. Кириллов- Угрюмое и др. -Изв. АН СССР, сер. фйз., 1984, т. 48, Nil, С. 2188.

57. L. Just, К. Kydela, A. A. Gusev, G. I. Pugacheva. Journ. of Geophysics, 1983, v. 52, p. 247.

58. P. H. Басилова, А.А.Гусев, Г.И.Пугачева и др. Геомагнетизм и аэрономия, 1982, Т. 22, с. 671..

59. Н. Г. Полухина. 2 Диссертация, МИФИ, 1983.

60. Г.И.Пугачева. -Диссертация, НИИЯФ МГУ, 1974.

61. С. А. Аверин. Диссертация, МИФИ, 1985.

62 А. С.Саипов. -Диссертация, МИФИ, 1999.

63. Н. Л. Григоров, Л. В. Курносова, Л.А.Разоренов, М. И. Фрадкин. Труды ФИАН, 19S5, т. 162, с. 97.

64. Н. Л. Григоров, Л. В. Курносова, Л. А. Разоренов, М. И. Фрадкин. - Изв. АН СССР, сер. фИЗ. , 1984, Т. 48, N11, С. 2203.

65. Н.Л.Григоров, Л.В.Курносова, Л.А.Разоренов, М.И.Фрадкин. -Космические исследования, 1989, т. 27, N5, с. 785.

66.' В. Хесс. "Радиационный пояс и магнитосфера", М., Атомиздат, 1972.

67. В. В. Дмитренко, В. В. Комаров, Б. А. Тверской. Геомагнетизм и аэрономия, 1987, т. 26, N3, с. 488.

68. Н. Л. Григоров. ДАН СССР, 1987, Т. 295, N3, 583.