Что происходит с нейтронами космических лучей на Земле?

Когда космические лучи падают с неба, они производят много нейтронов. Они «добавлены» в систему Земли, так что же с ними происходит?

  • Они распадаются на протоны? Из этого следует, что они легко захватывают свободный электрон и образуют водород. Обогащается ли Земля все большим и большим количеством водорода с течением времени?
  • Захватываются ли они ядрами, как только термализуются? Значит, все они идут на производство радиоактивных (космогенных) ядер? Что происходит с нейтронами в океане, где нет тяжелых ядер, образуют ли они дейтериевую воду?

Какой процесс является доминирующим и почему?

Хороший вопрос, на который я знаю только частичный ответ. Как только вы проникнете в подземелье , многие из них займутся созданием космогенных ядер , но вы можете быть удивлены тем, сколько из них захвачено легкими изотопами. Удивительно, но я не знаю, сколько из них просто разлагаются — у KamLAND определенно есть потенциал, чтобы ответить на этот вопрос, но я не знаю, проводил ли кто-нибудь такое исследование. Увы, в настоящее время я не подключен к эксперименту, в котором я мог бы провести исследование.

Ответы (1)

Да, они термолизированы и захвачены. Помните, что время жизни свободного нейтрона составляет примерно пятнадцать минут, а тепловые нейтроны движутся со скоростью пару километров в секунду. Шанс продержаться пятнадцать минут без взаимодействия с захватом ничтожно мал. (Даже в так называемых «ловушках из нейтронных бутылок» трудно приблизить среднее время до исчезновения нейтрона к времени жизни бета-распада.) Свободный распад будет, но незначителен.

В атмосфере много водяного пара, а земля содержит много воды для улавливания водорода; сечения захвата углерода и кислорода довольно малы (это ядра альфа-частиц), но сечения азота (1,9 барн, для тепловых нейтронов) и кремния (0,17 барн) сравнимы с водородом (0,33 барн). Железо на той же территории. Вы можете просматривать брошюру о нейтронных данных не хуже меня. Ядра с нечетными протонами, такие как медь, обычно нестабильны после захвата нейтрона и через некоторое время подвергаются бета-распаду.

На самом деле, я помню, что читал, что в земле образуется больше нейтронов космических лучей в результате быстрого расщепления мюона, чем в процессах, подобных 14 Н ( п , н ) 14 С в атмосфере. Первые данные появились в советском журнале ЖЭТФ, в котором упоминалось, что тепловой поток на уровне земли заметно увеличивался из-за наличия полуметрового слоя снега, который действовал как замедлитель.

Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов на C-12 составляет, как мне кажется, около 1% от сечения на H-1. В KamLAND происходило достаточно всего, что нам пришлось их сосчитать.
@dmckee Ну, KamLAND был довольно крутым.
Что происходит с нейтронами космических лучей на Земле?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v