温度对宇宙辐射的影响评估
温度对宇宙辐射的影响评估[20200406105746]
摘要
宇宙射线的钻研在天体物理学中的地位越来越高，很多科学家都在着力试图解开宇宙射线之谜。本文全面介绍了宇宙辐射的研究历史和发展背景以及对宇宙射线测量的各种方法，还有对常熟的本地辐射情况进行了研究。利用了NaI(T1)闪烁探测器等设备在不同的温度条件下对周围环境进行辐射测试然后得出数据，分析结果证明不同温度下辐射的程度存在着差异。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:温度宇宙辐射NaI（T1）闪烁探测器
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题来源 1
1.2 研究的目的和意义 3
1.3 影响测量宇宙辐射的因素 6
1.3.1 宇宙射线的历史研究 6
1.3.2 高度效应和纬度效应简介 7
第二章 调查城市地理情况简介 9
2.1 常熟地理情况 9
2.2 实验区坐标、地点、时间介绍 9
第三章 实验 10
3.1 实验材料及装置 10
3.2 实验 10
3.2.1 实验目的和要求 10
3.2.2 实验器材 10
3.2.3实验原理和方法 13
3.2.4 实验步骤 14
第四章 结果分析 20
第五章 结束语 21
参考文献 22
致谢 23
第一章 绪论
1.1 课题来源
人只要生活在地球上，就无法避免被宇宙射线照射，宇宙射线是天然辐射的首要组成部分。电离因素和中子因素是低大气层中宇宙射线的重要成因，居住在海平面高度的人所受到的照射剂量占天然环境天然辐射外照射总剂量的44%。联合国原子辐射效应委员会自从1995年建立以来，已向联合国大会提交了许多份有关电离辐射水平与效应的陈述。近年，国内也广泛开展环境辐射水平调查与评价工作。
银河系是呈现一个椭圆状，太阳系就是在这样一个椭圆形的区域内运转。由于它是椭圆形，所以距离中心存在着最近点和最远点，每隔很长的一段时间太阳系就会到达距离银河系中心最远的位置。“银河系盘”周围存在着热气，当“银河系盘”以200公里每小时的速度在这些热气体中运转时，会与周围的热空气产生摩擦产生我们所说的宇宙射线。
宇宙射线，它是在大约六十年前被发现的，在物理学的发展中起了重要的作用，而温度又是科学家实验和工业生产中举足轻重的一个要素，在生产生活 生产中都起着一定的作用，温度的差异可以改变许多产品的品质和寿命，所以温度对宇宙射线的影响的研究和评估是将来的一种必然形势。
宇宙射线是由质子、中子、电子和光子等粒子所构成的一种剂量很小的电离辐射，地面上能够受到的辐射相当少，但在飞机上宇宙辐射的量和地面却存在这很大的差异，飞机在高空飞行时，受到的宇宙辐射的量要比地面高出许多，飞行员在飞行过程中所承受宇宙辐射剂量比在核电站以及医院X光机的工作人员还要高出很多倍。其实我们所说的宇宙射线，就是一种带电的高能粒子流，它来自于宇宙之中。1912年，德国科学家韦克汉斯通过在空中进行空气电离的实验，发现电流与海拔高度成正比关系，从而认为电流是来自宇宙中的一种具有高穿透性的射线所产生的，“宇宙射线”这个名字因此诞生。宇宙射线的形成正常情况下指的是大约在46亿年前地球刚形成时产生的。宇宙射线主要来源有两个，一是外太空的高强度射线，即银河宇宙射线，科学家解释说，这来自外太空恒星的爆炸。还有较小的一部分则是来自于太阳表面一种光度突然迅速增强的变化，经过太阳大气层所产生的磁场的瞬间释放所产生，即太阳耀斑。宇宙射线的强度依赖于飞行的高度和纬度，以及日光周期的阶段。太阳的磁力大约以11年为一周期，能量会有所变化，但太阳的活动与宇宙射线的数量之间的关系是很难预测的。当太阳达到其活动顶峰即太阳峰年时，其磁场实际上偏离了地球，辐射整整减少了20%。周期性的太阳耀斑对宇宙射线的影响也较大，但其强度仍然无法预测，而且对人体的影响有多大，目前仍然知之不多。
在我们星系，宇宙射线的高能质子主要由超新星和其他能量来源产生。进入日光层时，带电的宇宙射线被太阳风的不均匀磁场和地球磁偶极场所偏离。在太阳活动周期，在大气层的顶部，全球平均宇宙射线强度的变化约在15%，范围从磁场赤道附近的5%到两极的50%。在对流层较高的地方二次粒子产生，大约在6km ，介子在宇宙射线强度中占主要地位。
宇宙射线的能量输入是太阳辐射的近乎十亿分之一，大约和星光一样。然而，因为电离粒子辐射穿越时占支配地位的来源，所以在许多大气过程中他们都有深远的影响。例如，他们与空气的细胞核相互作用会产生光放射性同位素如14C和10Be，为碳测定年代提供基础以及重建宇宙射线强度的过去变化。大气层的电气性能，宇宙射线至少也有2个重要影响：宇宙射线提供远离放射性同位素地面来源的唯一离子来源，例如氡和宇宙射线的变化直接影响全球大气电路。宇宙射线离子化保持的氛围是一个非常稀释的电进行的等离子体，允许连续电流通过电离层到达地球表面。
1.2 研究的目的和意义
宇宙射线是国内研究的一个新课题，目前，国内关于宇宙射线的研究很少，而联系到温度这方面的研究基本是没有的。而在国外，虽然有关于温度对宇宙辐射影响方面的研究，但很少而且也不透彻，再加上最近全球温度升高，所以关于温度对宇宙射线的影响评估的研究是有必要的，也会是将来一段时间内研究的热门话题。
在天体物理学中，宇宙辐射成了一个新的很有价值的工具，它有可能提供我们以前我们所不能得到的一些信息。第一个问题固然是宇宙辐射的成因。福尔布什已经认识到，宇宙辐射的某些低能部分偶尔也通过太阳表面的某种涡流现象发出。但是他很快就意识到，要对宇宙线的成因问题作精确的解答，必需对恒星之间、我们所处的行星系中，也就是银河系中，以及在河外星系中的等离子体的电磁场有充分的了解。电磁场的研究已成为近年来的天体物理研究的核心部分，并通过宇宙辐射的研究已经获得很多有用的信息。关于它的起源，直至今日，宇宙射线是由什么地方产生的，科学家们依然不能给出确定的说法，但人们普遍认为它们应该来自超新星，从遥远的星系而来，它们免费地为地球带来了许多宝贵信息。科学家希望接通过收和研究这些射线，来进一步的了解我们所处的宇宙。
宇宙射线的研究已在天梯物理学研究中已经占到了一个举足轻重的重要位置，宇宙射线之谜已经成为许多科学家所津津乐道的话题。但是直至今日，并没有人能够对宇宙辐射的形成给出一个确定的科学依据。关于宇宙射线的产生想法，现在主流的观点就是超新星爆发。有人认为恒星在“灭亡”时会爆发，产生出高能到电粒子流，射向太空；还有的人则认为宇宙射线并不是超新星爆发时产生的，而是超新星爆发之后所产生的残骸所导致的。不论最后的结论会怎么样，科学家们还是会一如既往的探索宇宙射线。关于为什么要研究宇宙射线，许多科学家认为对宇宙射线的研究能获得大量与宇宙相关的重要信息。我们对这些天体物理对象的理解还很肤浅，现今宇宙射线研究的主要动力是为了弄清为什么在这些天体上能产生如此超常能量的粒子。
我们知道，宇宙线主要是由一些高能粒子，譬如：质子、氦核、铁核等粒子的原子核组成的高能粒子流；也包含中性的γ射线和具有强穿透力的中微子流。它们在银河系和太阳磁场的影响下得到加速和调制，其中一部分能够穿透大气层到达地球。人类对宇宙射线的微观研究方法主要采用三种检测手段，即：空间检测、地面检测、地下（或水下）检测。
直接检测法：当宇宙射线在1014eV以下时，通量足够大，可以在面积较大的粒子探测器上直接检测到原始宇宙射线。这类探测器需要在高度很到的地方进行工作，以受到大气层的干扰。
间接检测法：当宇宙辐射在1014eV以上时，由于通量比较小，只能采用间接检测法，间接检测法，顾名思义，就是无法直接检测到宇宙射线而是要通过分析原始宇宙射线与大气的相互作用来推断宇宙射线的基本性质。当宇宙射线进入大气时会与大气中的的原子核发生撞击，撞击之后会产生一些重子、轻子及光子（γ射线）。这些次级粒子再重复碰撞产生越来越多的次级粒子，当这些粒子的平均能量等于某些临界值时，次级粒子的数量达到最大值，称为簇射极大，在此之后粒子会逐渐衰变或者被大气吸收，次级粒子的数目就会逐渐下降，这种现象称为“空气簇射”。地球表面的辐射的产生主要是由于放射性矿物导致的，高空辐射的产生主要是由空气簇射得次级粒子导致的，海拔20千米处辐射最强，100千米以上的宇宙辐射则主要是由宇宙射线和太阳风所产生。
摘要
宇宙射线的钻研在天体物理学中的地位越来越高，很多科学家都在着力试图解开宇宙射线之谜。本文全面介绍了宇宙辐射的研究历史和发展背景以及对宇宙射线测量的各种方法，还有对常熟的本地辐射情况进行了研究。利用了NaI(T1)闪烁探测器等设备在不同的温度条件下对周围环境进行辐射测试然后得出数据，分析结果证明不同温度下辐射的程度存在着差异。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:温度宇宙辐射NaI（T1）闪烁探测器
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题来源 1
1.2 研究的目的和意义 3
1.3 影响测量宇宙辐射的因素 6
1.3.1 宇宙射线的历史研究 6
1.3.2 高度效应和纬度效应简介 7
第二章 调查城市地理情况简介 9
2.1 常熟地理情况 9
2.2 实验区坐标、地点、时间介绍 9
第三章 实验 10
3.1 实验材料及装置 10
3.2 实验 10
3.2.1 实验目的和要求 10
3.2.2 实验器材 10
3.2.3实验原理和方法 13
3.2.4 实验步骤 14
第四章 结果分析 20
第五章 结束语 21
参考文献 22
致谢 23
第一章 绪论
1.1 课题来源
人只要生活在地球上，就无法避免被宇宙射线照射，宇宙射线是天然辐射的首要组成部分。电离因素和中子因素是低大气层中宇宙射线的重要成因，居住在海平面高度的人所受到的照射剂量占天然环境天然辐射外照射总剂量的44%。联合国原子辐射效应委员会自从1995年建立以来，已向联合国大会提交了许多份有关电离辐射水平与效应的陈述。近年，国内也广泛开展环境辐射水平调查与评价工作。
银河系是呈现一个椭圆状，太阳系就是在这样一个椭圆形的区域内运转。由于它是椭圆形，所以距离中心存在着最近点和最远点，每隔很长的一段时间太阳系就会到达距离银河系中心最远的位置。“银河系盘”周围存在着热气，当“银河系盘”以200公里每小时的速度在这些热气体中运转时，会与周围的热空气产生摩擦产生我们所说的宇宙射线。
宇宙射线，它是在大约六十年前被发现的，在物理学的发展中起了重要的作用，而温度又是科学家实验和工业生产中举足轻重的一个要素，在生产生活 生产中都起着一定的作用，温度的差异可以改变许多产品的品质和寿命，所以温度对宇宙射线的影响的研究和评估是将来的一种必然形势。
宇宙射线是由质子、中子、电子和光子等粒子所构成的一种剂量很小的电离辐射，地面上能够受到的辐射相当少，但在飞机上宇宙辐射的量和地面却存在这很大的差异，飞机在高空飞行时，受到的宇宙辐射的量要比地面高出许多，飞行员在飞行过程中所承受宇宙辐射剂量比在核电站以及医院X光机的工作人员还要高出很多倍。其实我们所说的宇宙射线，就是一种带电的高能粒子流，它来自于宇宙之中。1912年，德国科学家韦克汉斯通过在空中进行空气电离的实验，发现电流与海拔高度成正比关系，从而认为电流是来自宇宙中的一种具有高穿透性的射线所产生的，“宇宙射线”这个名字因此诞生。宇宙射线的形成正常情况下指的是大约在46亿年前地球刚形成时产生的。宇宙射线主要来源有两个，一是外太空的高强度射线，即银河宇宙射线，科学家解释说，这来自外太空恒星的爆炸。还有较小的一部分则是来自于太阳表面一种光度突然迅速增强的变化，经过太阳大气层所产生的磁场的瞬间释放所产生，即太阳耀斑。宇宙射线的强度依赖于飞行的高度和纬度，以及日光周期的阶段。太阳的磁力大约以11年为一周期，能量会有所变化，但太阳的活动与宇宙射线的数量之间的关系是很难预测的。当太阳达到其活动顶峰即太阳峰年时，其磁场实际上偏离了地球，辐射整整减少了20%。周期性的太阳耀斑对宇宙射线的影响也较大，但其强度仍然无法预测，而且对人体的影响有多大，目前仍然知之不多。
在我们星系，宇宙射线的高能质子主要由超新星和其他能量来源产生。进入日光层时，带电的宇宙射线被太阳风的不均匀磁场和地球磁偶极场所偏离。在太阳活动周期，在大气层的顶部，全球平均宇宙射线强度的变化约在15%，范围从磁场赤道附近的5%到两极的50%。在对流层较高的地方二次粒子产生，大约在6km ，介子在宇宙射线强度中占主要地位。
宇宙射线的能量输入是太阳辐射的近乎十亿分之一，大约和星光一样。然而，因为电离粒子辐射穿越时占支配地位的来源，所以在许多大气过程中他们都有深远的影响。例如，他们与空气的细胞核相互作用会产生光放射性同位素如14C和10Be，为碳测定年代提供基础以及重建宇宙射线强度的过去变化。大气层的电气性能，宇宙射线至少也有2个重要影响：宇宙射线提供远离放射性同位素地面来源的唯一离子来源，例如氡和宇宙射线的变化直接影响全球大气电路。宇宙射线离子化保持的氛围是一个非常稀释的电进行的等离子体，允许连续电流通过电离层到达地球表面。
1.2 研究的目的和意义
宇宙射线是国内研究的一个新课题，目前，国内关于宇宙射线的研究很少，而联系到温度这方面的研究基本是没有的。而在国外，虽然有关于温度对宇宙辐射影响方面的研究，但很少而且也不透彻，再加上最近全球温度升高，所以关于温度对宇宙射线的影响评估的研究是有必要的，也会是将来一段时间内研究的热门话题。
在天体物理学中，宇宙辐射成了一个新的很有价值的工具，它有可能提供我们以前我们所不能得到的一些信息。第一个问题固然是宇宙辐射的成因。福尔布什已经认识到，宇宙辐射的某些低能部分偶尔也通过太阳表面的某种涡流现象发出。但是他很快就意识到，要对宇宙线的成因问题作精确的解答，必需对恒星之间、我们所处的行星系中，也就是银河系中，以及在河外星系中的等离子体的电磁场有充分的了解。电磁场的研究已成为近年来的天体物理研究的核心部分，并通过宇宙辐射的研究已经获得很多有用的信息。关于它的起源，直至今日，宇宙射线是由什么地方产生的，科学家们依然不能给出确定的说法，但人们普遍认为它们应该来自超新星，从遥远的星系而来，它们免费地为地球带来了许多宝贵信息。科学家希望接通过收和研究这些射线，来进一步的了解我们所处的宇宙。
宇宙射线的研究已在天梯物理学研究中已经占到了一个举足轻重的重要位置，宇宙射线之谜已经成为许多科学家所津津乐道的话题。但是直至今日，并没有人能够对宇宙辐射的形成给出一个确定的科学依据。关于宇宙射线的产生想法，现在主流的观点就是超新星爆发。有人认为恒星在“灭亡”时会爆发，产生出高能到电粒子流，射向太空；还有的人则认为宇宙射线并不是超新星爆发时产生的，而是超新星爆发之后所产生的残骸所导致的。不论最后的结论会怎么样，科学家们还是会一如既往的探索宇宙射线。关于为什么要研究宇宙射线，许多科学家认为对宇宙射线的研究能获得大量与宇宙相关的重要信息。我们对这些天体物理对象的理解还很肤浅，现今宇宙射线研究的主要动力是为了弄清为什么在这些天体上能产生如此超常能量的粒子。
我们知道，宇宙线主要是由一些高能粒子，譬如：质子、氦核、铁核等粒子的原子核组成的高能粒子流；也包含中性的γ射线和具有强穿透力的中微子流。它们在银河系和太阳磁场的影响下得到加速和调制，其中一部分能够穿透大气层到达地球。人类对宇宙射线的微观研究方法主要采用三种检测手段，即：空间检测、地面检测、地下（或水下）检测。
直接检测法：当宇宙射线在1014eV以下时，通量足够大，可以在面积较大的粒子探测器上直接检测到原始宇宙射线。这类探测器需要在高度很到的地方进行工作，以受到大气层的干扰。
间接检测法：当宇宙辐射在1014eV以上时，由于通量比较小，只能采用间接检测法，间接检测法，顾名思义，就是无法直接检测到宇宙射线而是要通过分析原始宇宙射线与大气的相互作用来推断宇宙射线的基本性质。当宇宙射线进入大气时会与大气中的的原子核发生撞击，撞击之后会产生一些重子、轻子及光子（γ射线）。这些次级粒子再重复碰撞产生越来越多的次级粒子，当这些粒子的平均能量等于某些临界值时，次级粒子的数量达到最大值，称为簇射极大，在此之后粒子会逐渐衰变或者被大气吸收，次级粒子的数目就会逐渐下降，这种现象称为“空气簇射”。地球表面的辐射的产生主要是由于放射性矿物导致的，高空辐射的产生主要是由空气簇射得次级粒子导致的，海拔20千米处辐射最强，100千米以上的宇宙辐射则主要是由宇宙射线和太阳风所产生。
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