Ибратжон Алиев – Все науки. №9, 2024. Международный научный журнал (страница 2)
На данный момент, необходимо определить вероятность первого канала – рассеяния Резерфорда, для чего вычисляется его ядерное дифференциальное эффективное сечение (5).
Одним из аспектов неупругого взаимодействия, которым является первый канал является степень приближения пучка к ядру. Для вычисления расстояния приближения определяется коэффициент приближения (6), а после минимальная дистанция между пучком и ядром на момент достижения критической скорости (7).
Из полученного значения наглядно видно, что критического приближения по крайней мере до радиуса действия ядерных сил в 10—15 м не наблюдается. Для вычисления процентного соотношения частиц, действующие согласно кулоновскому рассеяния могут быть определены исходя из свойств пластины, а именно из плотности ядер кристаллического кремния (8), а также толщины пластины (9).
Заданные параметры становятся основной для вычисления указанного процентного соотношения (10).
Из всего количества налетающих частиц, вне зависимости от тока 1,030571061% подвластны рассеянию Резерфорда. Для рассмотрения канала, действующее в данном случае, необходимо проведение анализа выхода отдельно взятого канала (11—17).
Исходя из анализа стало наглядно видно, что ни в одном из случаев вылета протона, позитрона, нейтрона, дейтрона, тритона и альфа-частицы, а также в случае слияния электрона с ядром кристаллического кремния с образованием ядра алюминия-28 не являются возможными и действительны только в критически малом процентном соотношении относительно случаев преодоления порога выхода реакции. Следствием того, что каждый из каналов является эндо-энергетическим, а величина кулоновского барьера больше выхода реакции по модулю только в случае второго и седьмого канала, приводят к определённому заключению.
Ранее оговаривалось, что в случае невозможности проведения какого бы то ни было из каналов реакций, пучок не входит ни в одну из реакций. При том, что вероятность рассмотрение иных каналов реакций с выходом более тяжёлых ионов является нецелесообразным, по причине уменьшения вероятности прохождения канала с ростом массы вылетающей частицы. Исходя из этого, можно сделать заключение, что взаимодействие со стороны пучка электронов космического излучения будет уместным только в случае рассеяния Резерфорда, только для 1,030571061% частиц, остальные частицы будут пролетать мишень насквозь.
1. Облучение гамма-квантами
Постановка задачи относительно явления облучения потоком гамма-квантов основан на определении энергий космического излучения, граничащие между показателями от 10 МэВ до 100 ГэВ, что является эквивалентным частоте от 1022 до 1025 Гц, а также длине волны от 10—14 и 10—17 м, исходя из элементарного соотношения (18).
После облучения гамма-квантами, в случае образования фотоэлектрической эмиссии, каждый из электронов получает определённое количество энергии, а следовательно, величину скорости. Для продолжения расчёта, определяется средняя скорость относительно всех гамма-квантов с частотами от 2,414729752*1022 Гц до 2,414729752*1025 Гц (19).
Полученная скорость после подстановки даёт значение напряжения, эквивалентное энергии электронов в эВ (20).
Используя полученные параметры, вычисляется интенсивность потока излучения непосредственно взаимодействующее в фотоэлектрическом эффекте, используя аспекты первоначального пучка и образованных электронов, в том числе их средней скорости (21).
Учитывая также величину интенсивности и иные параметры, для вычисления процентного соотношения гамма-квантов, входящие в фотоэлектрический эффект, необходимо определение эффективного сечения облучения гамма-квантами, для чего используется свойство внешнего орбитального радиуса мишени – кристаллического кремния-28 (22).
Исходя из величины радиуса кристаллического кремния – ядра мишени, возможно определение величины эффективного сечения, вычисляемое в барнах (23), откуда следует определение процентного соотношения гамма-квантов действующие в фотоэлектрическом эффекте (24).
В качестве результата вычислений получено нулевое значение, то есть в силу наличия большой энергии у налетающих гамма-квантов, ни один из них не войдёт во взаимодействие и каждый из них будет проникать насквозь.
Обсуждение
В результате исследования подведены следующие общие выводы. Облучение пучком электронов кристаллического кремния-28, являющийся основным компонентом солнечных батарей и панелей, в том числе применяющиеся на орбите Земли, в зондах, спутниках, на международной космической станции, не дала существенных, сколь либо заметных результатов. А именно, было доказано, что бомбардировка максимально приближёнными к идеальным значениям энергий пучков электронов приводит к тому, что пучок не входит во взаимодействие с ядром, при этом наблюдается частичное рассеяние Резерфорда в 1% случаев, во всех остальных частицы проходят мишень насквозь.
Объяснением такого эффекта является явление квантового туннелирования, представляемое в проходе через определённый барьер, которые может быть равен или отчасти превышать собственное значение кинетической энергии пучка. В данном случае, фигурирует момент того, что в силу роста кинетической энергии электронного пучка он туннелирует через ядро-мишень, не входя во взаимодействие, в том числе в силу нахождения малого количества ядер на пути пучка.
В случае анализа облучения потоком гамма-квантов было установлено, что в силу большой энергии гамма-квантов космического излучения, где мало-энергетические гамма-кванты в отличие от случаев инфракрасного, ультрафиолетового и видимого излучения, практически не встречаются, также не входят во взаимодействие. Объяснением этого явления служит частичное объяснение посредством туннелирования, в силу того что гамма-кванты по теории корпускулярно-волнового дуализма могут быть представлены как фотоны и как волны. В силу этого, каждая из корпускул может туннелировать через ядро-мишень, вероятность чего с ростом энергии, как и в первом случае растёт по приближённо экспоненциальной форме.
Заключение
В качестве заключения, можно привести выводы об отсутствии взаимодействия на солнечные элементы кристаллического кремния электронов и гамма-квантов. Исходя из этого, единственным направлением прямого воздействия в отличие от прямого фотоэлектрического эффекта в диапазоне за пределами инфракрасного, видимого и ультрафиолетового спектра, является воздействие тяжёлыми частицами, корпускулярным излучением, вызывающие как неупругое и упругое взаимодействие.
Использованная литература
1. Cucinotta, FA; Durante, M (2006). «Cancer risk from exposure to galactic cosmic rays: implications for space exploration by human beings» (PDF). Lancet Oncol. 7 (5): 431—435. doi:10.1016/S1470—2045 (06) 70695—7. PMID 16648048.
2. Cucinotta, FA; Kim, MH; Willingham, V; George, KA (July 2008). «Physical and biological organ dosimetry analysis for international space station astronauts». Radiation Research. 170 (1): 127—38. Bibcode:2008RadR..170..127C. doi:10.1667/RR1330.1. PMID 18582161. S2CID 44808142.
3. Durante, M; Cucinotta, FA (June 2008). «Heavy ion carcinogenesis and human space exploration». Nature Reviews. Cancer. 8 (6): 465—72. doi:10.1038/nrc2391. hdl:2060/20080012531. PMID 18451812. S2CID 8394210. Archived from the original on 4 March 2016.
4. Cortés-Sánchez, José Luis; Callant, Jonas; Krüger, Marcus; Sahana, Jayashree; Kraus, Armin; Baselet, Bjorn; Infanger, Manfred; Baatout, Sarah; Grimm, Daniela (January 2022). «Cancer Studies under Space Conditions: Finding Answers Abroad». Biomedicines. 10 (1): 25. doi:10.3390/biomedicines10010025. ISSN 2227—9059. PMC 8773191. PMID 35052703.
5. Reynolds, R.J.; Bukhtiyarov, I.V.; Tikhonova, G.I. (4 July 2019). «Contrapositive logic suggests space radiation not having a strong impact on mortality of US astronauts and Soviet and Russian cosmonauts». Scientific Reports. 9 (8583): 8583. Bibcode:2019NatSR…9.8583R. doi:10.1038/s41598-019-44858-0. PMC 6609703. PMID 31273231. Retrieved 6 May 2021.
6. Hamm, P B; Billica, R D; Johnson, G S; Wear, M L; Pool, S L (February 1998). «Risk of cancer mortality among the Longitudinal Study of Astronaut Health (LSAH) participants». Aviat Space Environ Med. 69 (2): 142—4. PMID 9491253. Retrieved 8 May 2021.
7. Kerr, Richard (31 May 2013). «Radiation Will Make Astronauts’ Trip to Mars Even Riskier». Science. 340 (6136): 1031. Bibcode:2013Sci…340.1031K. doi:10.1126/science.340.6136.1031. PMID 23723213.
8. Zeitlin, C.; Hassler, D. M.; Cucinotta, F. A.; Ehresmann, B.; Wimmer-Schweingruber, R. F.; Brinza, D. E.; Kang, S.; Weigle, G.; et al. (31 May 2013). «Measurements of Energetic Particle Radiation in Transit to Mars on the Mars Science Laboratory». Science. 340 (6136): 1080—1084. Bibcode:2013Sci…340.1080Z. doi:10.1126/science.1235989. PMID 23723233. S2CID 604569.
9. Gelling, Cristy (29 June 2013). «Mars trip would deliver big radiation dose; Curiosity instrument confirms expectation of major exposures». Science News. 183 (13): 8. doi:10.1002/scin.5591831304. Retrieved 8 July 2013.
10.Cucinotta, F.A.; Durante, M. «Risk of Radiation Carcinogenesis» (PDF). Human Health and Performance Risks of Space Exploration Missions Evidence reviewed by the NASA Human Research Program. NASA. pp. 127—131. Retrieved 12 June 2012.