Kosmische straling
Kosmische straling is zeer hoogenergetische straling, meestal van buiten het zonnestelsel.
De term straal is een historisch toeval, aangezien aanvankelijk ten onrechte werd aangenomen dat kosmische stralen hoofdzakelijk elektromagnetische stralen waren.
Het zijn deeltjes. De meeste zijn protonen en alfadeeltjes, die de kernen van heliumatomen vormen. Sommige zijn elektronen (betadeeltjes), gammastralen of fotonen en een heel klein deel zijn nog zwaardere deeltjes.
Oorsprong
Hun oorsprong is niet precies bekend. Er zijn aanwijzingen dat veel primaire kosmische stralen afkomstig zijn van de supernovae van zware sterren. Er wordt echter aangenomen dat dit niet hun enige bron is. Actieve galactische kernen produceren waarschijnlijk ook kosmische straling. .....
Secundaire kosmische stralen
Kosmische straling kan een energie hebben van wel 1020 eV, veel hoger dan de 1012 tot 1013 eV die door de mens gemaakte deeltjesversnellers kunnen produceren. Wanneer deeltjes van kosmische straling de atmosfeer van de aarde binnenkomen, botsen ze tegen andere deeltjes, zoals zuurstof- en stikstofmoleculen. Dit veroorzaakt een douche van lichtere deeltjes, een zogenaamde "air shower".
Het aantal deeltjes dat in een luchtdouche ontstaat, kan oplopen tot miljarden. Alle deeltjes in de douche blijven binnen ongeveer één graad van het pad van het eerste deeltje. In een shower zitten röntgenstraling, muonen, protonen, alfadeeltjes, pionen, elektronen en neutronen.
Typische deeltjes die bij dergelijke botsingen worden geproduceerd zijn neutronen en geladen mesonen zoals positieve of negatieve pionen en kaonen. Sommige van deze vervallen in muonen. Deze zijn in staat het aardoppervlak te bereiken, en zelfs over enige afstand in ondiepe mijnen door te dringen. De muonen kunnen gemakkelijk worden gedetecteerd door vele soorten deeltjesdetectoren. De waarneming van een secundaire douche van deeltjes in verschillende detectoren op hetzelfde moment toont aan dat alle deeltjes van die gebeurtenis afkomstig zijn.
Praktisch belang
Effecten op de chemie van de aarde
Kosmische stralen zijn verantwoordelijk voor de voortdurende productie van bepaalde onstabiele isotopen in de atmosfeer van de aarde, zoals koolstof-14, door de reactie:
n + 14N → p + 14C
Kosmische stralen hielden het niveau van koolstof-14 in de atmosfeer ruwweg constant (70 ton) gedurende ten minste de afgelopen 100.000 jaar, tot het begin van bovengrondse kernwapenproeven in het begin van de jaren 1950. Dit is een belangrijk gegeven dat wordt gebruikt bij de radiokoolstofdatering die in de archeologie wordt toegepast.
Effect op ruimtevoertuigen
Kosmische straling is van groot praktisch belang, omdat het micro-elektronica en leven buiten de bescherming van de atmosfeer en het magnetisch veld van de aarde kan beschadigen.
Vragen en antwoorden
V: Wat zijn kosmische stralen?
A: Kosmische straling is hoogenergetische straling die van buiten het zonnestelsel komt.
V: Waarom werden kosmische stralen aanvankelijk "stralen" genoemd?
A: Het was een historisch ongelukje omdat men dacht dat kosmische stralen vooral elektromagnetische straling waren.
V: Wat is de samenstelling van kosmische stralen?
A: Kosmische straling bestaat uit deeltjes zoals protonen, alfadeeltjes, elektronen, gammastralen, fotonen en zelfs zwaardere deeltjes.
V: Wat zijn protonen en alfadeeltjes?
A: Protonen en alfadeeltjes zijn deeltjes die de kernen van heliumatomen vormen.
V: Wat zijn bètadeeltjes?
A: Bètadeeltjes zijn elektronen.
V: Hoe werd ontdekt dat kosmische straling deeltjes zijn in plaats van straling?
A: Het kostte tijd om te ontdekken dat kosmische straling deeltjes waren en geen straling.
V: Komen kosmische stralen alleen voor in het Zonnestelsel?
A: Nee, kosmische straling komt meestal van buiten het Zonnestelsel.
