X
تبلیغات
رایتل
جمعه 4 دی‌ماه سال 1388
چگونه جو زمین مانع عبور پرتوهای ایکس می شود؟

بر خلاف انرژی بالای پرتوی ایکس، آن ها نمی توانند از لایه محافظ جو زمین عبور کنند و به سطح زمین برسند . البته این موضوع برای بقای گونه های حیات روی زمین کاملاً ضروری است؛ زیرا هیچ یک از آن‌ها نمی توانند در برابر تابش پرتو ایکس مقاومت کنند و دوام بیاورند. اما مثل همیشه این مسئله کار اخترشناسان را دشوار می کند؛ آن‌ها باید به کمک بالن، موشک یا ماهواره، آسمان رادر محدوده پرتو ایکس بررسی کنند .

با توجه به اینکه پرتوهای ایکس انرژی بالایی دارند شاید این سوال پیش بیاد که چرااین پرتوها نمی‌توانند از جو عبور کنند .پاسخ اینست که پرتو پر انرژی مانند ایکس با مولکول‌های جو زمین بر همکنش می‌کند و طی فرآیندی به نام بارش آبشاری انرژی خود را از دست می‌دهد. [1]

بارش آبشاری  

پرتوهای ایکسی که به جو زمین وارد می‌شوند توالی کاملی از بر هم کنش‌های الکترون_فوتون را به شرح زیر تولید می‌کنند. پرتو ایکسی که وارد جو می شود ممکن است در مجاورت یک هسته نابود شود و بنابراین یک زوج الکترون پزیترون تولید کند(تولید زوج). این ذرات باردار آفریده شده ، دارای انرژی‌های جنبشی زیادی‌اند ،الکترون‌ها در سر راهشان به سطح زمین ممکن است در رویارویی با هسته‌ها با آنها برخورد کنند ومنحرف شوند.این ذرات پس از برخوردها به واسطه شتاب خود فوتون‌هایی با انرژی بالا توسط فرآیند تابش ترمزی تابش می کنند. ممکن است پوزیترون با الکترون ترکیب شود ، هر دو نابود و دوفوتون آفریده شوند. فوتون‌های ثانوی می‌توانند دارای انرژی بیش از 2/1 MeV باشد و بنابراین ممکن است زوج الکترون‌های بیشتری تولید کنند. از این رو با وقوع مکرر این فرآیند انرژی فوتون اولیه کاهش می یابد و بین ذرات بسیاری پاشیده می‌شود.این بارش عملا هنگامی باز می ایستد که تولید زوج از نظر انرژی غیر ممکن باشد.[۲]

بیشتر فوتون های پر‌انرژی پرتو ایکس با انرژی بیشتر از30 keV حداقل برای مسافت هایی در حدود چند متر می توانند به هوا نفوذ کنند(اگر این مورد نبود آشکار سازها و ماشین های پزشکی پرتو ایکس نمی توانستند کار کنند)

ولی تقریبا هیچ پرتوی قادر نیست از فضای خارجی به سطح زمین نفوذ بنماید.زیرا اغلب منابع آسمانی پرتو های ایکسی در حیطه keV۰/۵تا ۵ انرژیشان را بیرون می دهند که با چند برگ کاغذ متوقف می شود.90 درصد فوتون های اشعه ایکس در انرژی ۳kev  ،تنها با حرکت در میان فقط cm۱۰هواجذب می شوند. [3] 

 

  نوشته: سارا مادرشاهیان  

منابع: [1]کتاب پس از نخستین سه دقیقه

         [2]کتاب مبانی فیزیک مدرن

         [3] www.wikipedia.org