Я хотела сегодня написать о воздействии солнечных вспышек и следующих за ними излучений на здоровье людей. Но это такой огромный объем информации, что вначале нужно разобраться с природой этих излучений. Излучение, испускаемое при солнечной вспышке, может проникать сквозь естественные защитные системы Земли. Солнечные вспышки высвобождают волну высокоэнергетических положительно заряженных протонов, которые могут проходить через тело человека. Когда корональный выброс массы перемещается в космическом пространстве, он толкает перед собой поток разных частиц. Попадая в клетки, они могут нанести генетический ущерб людям. Происходят изменения в головном мозге и других частях живых организмов.
Радиус Солнца составляет около 700 000 км — примерно в 109 раз больше радиуса Земли. Солнце в 333 000 раз тяжелее нашей планеты и занимает около 99,8% массы всей Солнечной системы. Размер пятен AR 3664, на которых происходят вспышки класса "икс" в течение последних месяцев достигает пятнадцати диаметров Земли (это 180 тысяч км).
Солнце, как и планеты, вращается вокруг своей оси со средним периодом около 27 суток. Его вращение дифференциально: на экваторе период вращения - 25 суток, в полярных областях более 30 суток. Это происходит из-за того, что Солнце представляет собой сверхгорячий шар из плазмы.
Плазма – одно из 4 фундаментальных состояний вещества. Плазма – это состояние вещества, в котором количества положительно заряженных ионов равно числу отрицательно заряженных электронов. Такое состояние «полноценная» плазма, как набор отдельных заряженных частиц, образуется при температурах более 8 000 градусов Цельсия
Термин «плазма» впервые был применен к ионизированному газу в 1929 году Ирвингом Лэнгмюром, американским химиком и физиком. Термин «плазма» был предложен по аналогии с плазмой крови, жидкой средой, в которой движутся форменные элементы.
Причем, слои внутренней части Солнца также вращаются с разной скоростью.Ученые определили, что внутренние области на самом деле вращаются скорее, как твердые тела. Астрономы подсчитали, что ядро Солнца движется в четыре раза быстрее, чем его поверхность и промежуточные слои. Ядро делает оборот вокруг оси за неделю.
В ядре солнца из атомов водорода образуется гелий. При этом выделяется огромное количество энергии. В ядре всех звезд происходит две термоядерных реакции. Основная термоядерная реакция, обеспечивающая до 99% солнечной энергии, – это протон-протонный цикл, заканчивающийся образованием ядра атома гелия (альфа частицы) из 4 ядер водорода (протонов). На схеме: два атомных ядра гелия-4 сталкиваются, образуется короткоживущее ядро бериллия-8, которое почти сразу же взаимодействует с третьим ядром гелия-4, в результате чего образуется атомное ядро углерода-12.
Масса образовавшегося ядра гелия меньше суммарной массы 4 протонов, и эта разница масс (дефект массы) превращается в энергию излучения нейтрино и жёстких гамма -квантов. При этом из 1 кг водорода 7 г превращается в излучение. Каждую секунду на Солнце «выгорает» около 4,3 млн т водорода. В таком режиме Солнце существует уже около 4,5 млрд лет, но его масса настолько велика, что её хватит ещё примерно на такой же срок. При этом выделяется энергия в виде гамма-квантов. Гамма-кванты, рождённые в ядре Солнца, по пути наружу, многократно поглощаются и переизлучаются атомами солнечного вещества. В итоге, с поверхности Солнца энергия, выработанная в ядре, излучается главным образом в виде оптического и ИК-излучения. Путь лучистой энергии от ядра до поверхности Солнца занимает примерно 1 млн лет.
Второй цикл, CNO, является каталитическим циклом. Три буквы в его названии – аббревиатура трех элементов: углерода (C), азота (N) и кислорода (O). В ходе реакции их ядра превращаются один в другой. В цикле CNO четыре протона сливаются, используя изотопы углерода, азота и кислорода в качестве катализаторов, каждый из которых расходуется на одной стадии цикла CNO, но повторно генерируется на более поздней стадии. Конечным продуктом является одна альфа-частица (стабильное ядро гелия), два позитрона и два электронных нейтрино. Реакции CNO-цикла также проходят в глубинных недрах звезд. Хотя их вклад в общий объем получаемой энергии Солнца составляет всего 1%. Но при этом выделяется поток нейтрино.
Я могу поместить определение нейтрино. Легче от этого Вам не станет.
Нейтрино — это электрически нейтральная стабильная элементарная частица со спином ½ и массой покоя, которая много меньше массы электрона. Нейтрино рождается одновременно с превращением одного из внутриядерных нейтронов в протон и электрон. Протон остается в составе дочернего ядра с возросшим на единицу атомным номером, а электрон и нейтрино вылетают в окружающее пространство.
Через тело человека каждую секунду проходит примерно двести триллионов нейтрино ( 200 000 000 000 000). Пока! считается , что для человека и любых живых организмов это безопасно. Ученые подсчитали, что от 2% до 3% солнечной радиации принимает форму нейтрино. Около 99% энергии сверхновой выделяется в виде нейтрино.
Эксперимент международной коллаборации «Борексино», куда входят и российские исследователи, например, из НИЦ «Курчатовский институт», оказался успешным. Они доказали, что у Солнца существует еще один источник энергии. В ходе термоядерных реакций CNO-цикла они зафиксировали солнечные нейтрино. Эксперимент Borexino по солнечным нейтрино занимает огромный зал в скальном массиве на глубине более 1 километра под Национальной лаборатории Гран Сассо, Италия, где он проводится с 2007 года. Детектор состоит из гигантской нейлоновой сферы, заполненной 278 тоннами жидких углеводородов и погруженной в воду. "детектор Borexino — нейлоновая сфера диаметром 8,5 метров, которая заполнена 300 тоннами сверхчистого жидкого сцинтиллятора (псевдокумпола) и просматривается 2200 фотоумножителями .
Еще одна цель экспериментов в том, чтобы доказать, что нейтрино образовались на Солнце в результате именно СNО цикла. Нейтрино очень слабо взаимодействуют с веществом, что позволяет им практически беспрепятственно покидать недра Солнца без потери энергии. Это свойство делает нейтрино идеальным источником информации о процессах внутри Солнца, причем почти в режиме реального времени — двигаясь почти со скоростью света они достигают Земли за 8 с половиной минут.
Нейтрино, рожденные путем CNO-цикла, в Солнце достаточно редки, потому что они ответственны только за небольшую долю ядерного синтеза. Уникальная техника помогла ученым собрать важные данные. В ходе эксперимента через детектор прошло огромное количество солнечных нейтрино, но в день удавалось зарегистрировать только 100 нейтрино всех типов. А физики выделяли сигналы исключительно от CNO-нейтрино. Вернее сказать, электроны, взаимодействующие с ними.
В итоге солнечные нейтрино не только зарегистрировали, но и вычислили их поток, достигающий земной поверхности. По расчетам, за секунду около 700 миллионов солнечных нейтрино проходит 1 квадратный сантиметр поверхности. В общем солнечном потоке это одна сотая. Это ровно столько же, сколько в теории CNO-цикл вкладывает в производимую Солнцем энергию. По материалам.
Эти исследования нужны,чтобы выяснить происхождение частиц, которые доходят до Земли