Kosmische Strahlung
Kosmische Strahlung ist sehr energiereiche Strahlung, meist von außerhalb des Sonnensystems.
Der Begriff Strahlung ist ein historischer Zufall, da kosmische Strahlung anfangs, fälschlicherweise, hauptsächlich für elektromagnetische Strahlung gehalten wurde.
Sie sind Partikel. Die meisten sind Protonen und Alphateilchen, die die Kerne der Heliumatome bilden. Einige sind Elektronen (Betateilchen), Gammastrahlen oder Photonen und ein winziger Teil sind noch schwerere Teilchen.
Herkunft
Ihre Herkunft ist nicht genau bekannt. Es gibt Hinweise darauf, dass viele primäre kosmische Strahlung von den Supernovae massereicher Sterne stammt. Man geht jedoch nicht davon aus, dass dies ihre einzige Quelle ist. Wahrscheinlich erzeugen auch aktive galaktische Kerne kosmische Strahlung. .....
Sekundäre kosmische Strahlung
Kosmische Strahlung kann eine Energie von bis zu 1020 eV haben, weit höher als die 1012 bis 1013 eV, die künstliche Teilchenbeschleuniger erzeugen können. Wenn Teilchen der kosmischen Strahlung in die Erdatmosphäre eindringen, treffen sie auf andere Teilchen, wie Moleküle von Sauerstoff und Stickstoff. Dies verursacht einen Schauer leichterer Teilchen, einen so genannten "Luftschauer".
Die Anzahl der bei einer Luftschleuder-Veranstaltung erzeugten Partikel kann Milliarden erreichen. Alle Partikel in einem Schauer bleiben etwa ein Grad von der Bahn des ersten Partikels entfernt. In einem Schauer befinden sich Röntgenstrahlen, Myonen, Protonen, Alphateilchen, Pionen, Elektronen und Neutronen.
Typische Teilchen, die bei solchen Kollisionen erzeugt werden, sind Neutronen und geladene Mesonen, wie positive oder negative Pionen und Kaonen. Einige dieser Teilchen zerfallen zu Myonen. Diese sind in der Lage, die Erdoberfläche zu erreichen und sogar für eine gewisse Entfernung in flache Minen einzudringen. Die Myonen lassen sich mit vielen Arten von Teilchendetektoren leicht nachweisen. Die Beobachtung eines sekundären Teilchenregens in verschiedenen Detektoren zur gleichen Zeit zeigt, dass alle Teilchen von diesem Ereignis stammen.
Praktische Bedeutung
Auswirkungen auf die Chemie der Erde
Die kosmische Strahlung ist für die kontinuierliche Produktion bestimmter instabiler Isotope in der Erdatmosphäre, wie z.B. Kohlenstoff-14, durch die Reaktion verantwortlich:
n + 14N → p + 14C
Die kosmische Strahlung hielt den Kohlenstoff-14-Gehalt in der Atmosphäre zumindest in den letzten 100.000 Jahren bis zum Beginn der oberirdischen Atomwaffentests in den frühen 1950er Jahren ungefähr konstant (70 Tonnen). Dies ist eine wichtige Tatsache, die bei der in der Archäologie verwendeten Radiokohlenstoffdatierung verwendet wird.
Wirkung auf Raumfahrzeuge
Die kosmische Strahlung ist von großem praktischen Interesse, da sie Mikroelektronik und Leben außerhalb des Schutzes der Erdatmosphäre und des Magnetfeldes schädigen kann.
Fragen und Antworten
F: Was sind kosmische Strahlen?
A: Kosmische Strahlung ist eine hochenergetische Strahlung, die von außerhalb des Sonnensystems kommt.
F: Warum wurden kosmische Strahlen ursprünglich als "Strahlen" bezeichnet?
A: Das war ein historischer Zufall, weil man glaubte, dass es sich bei kosmischer Strahlung hauptsächlich um elektromagnetische Strahlung handelt.
F: Wie ist die kosmische Strahlung zusammengesetzt?
A: Kosmische Strahlen bestehen aus Teilchen wie Protonen, Alphateilchen, Elektronen, Gammastrahlen, Photonen und sogar schwereren Teilchen.
F: Was sind Protonen und Alphateilchen?
A: Protonen und Alphateilchen sind Teilchen, aus denen die Kerne von Heliumatomen bestehen.
F: Was sind Betateilchen?
A: Betateilchen sind Elektronen.
F: Wie wurde entdeckt, dass kosmische Strahlen Teilchen und keine Strahlung sind?
A: Es dauerte lange, bis man entdeckte, dass kosmische Strahlen Teilchen und keine Strahlung sind.
F: Gibt es kosmische Strahlung nur im Sonnensystem?
A: Nein, die meisten kosmischen Strahlen kommen von außerhalb des Sonnensystems.
