Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Апреля 2014 в 20:14, реферат
Цель данной работы: изучить проблему космических ЧС.
Задачи данной работы:
Дать характеристику космическим телам, которые могут вызвать космические ЧС.
Изучить последствия космических ЧС.
Гипотеза, связавшая вымирание динозавров с падением на Землю крупного небесного тела, находит многочисленные подтверждения. При ее обсуждении, конечно, следует иметь в виду, что наши знания о течении биологических процессов, особенно таких, как вымирание видов и смена биоты, еще не окончательны.
КОСМИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Космическое излучение - это ионизирующее излучение, непрерывно падающее на поверхность Земли из мирового пространства и образующееся в земной атмосфере в результате взаимодействия излучения с атомами воздуха.
Различают первичное и вторичное космическое излучение. Первичное космическое излучение представляет собой поток элементарных частиц, которые приходят на земную поверхность из разных областей всемирного пространства. Оно образуется вследствие извержения и испарения материи с поверхности звезд и туманностей космического пространства. Оно состоит из протонов (92%), альфа-частиц (7%), ядер атомов лития, бериллия, бора, углерода, азота, кислорода и др. (1%). Первичное космическое излучение отличается большой проникающей способностью. Космические излучения подразделяются по происхождению на внегалактические, галактические и солнечные.
Большая часть первичного космического излучения возникает в пределах нашей Галактики, энергия их чрезвычайно высокая – до 1019 эВ. Солнечное излучение возникает в основном при вспышках на Солнце, которые происходят с характерным 11-летним циклом. Энергия их не превышает 40 МэВ. Оно не приводит к заметному увеличению дозы излучения на поверхности Земли. Средняя энергия космических лучей 1010 эВ, поэтому они губительны для всего живого. Атмосфера служит своеобразным щитом, предохраняющим биологические объекты от воздействия космических частиц, поэтому лишь немногие частицы достигают поверхности Земли.
При взаимодействии космических частиц с атомами элементов, находящихся в атмосфере возникает вторичное космическое излучение. Оно состоит из мезонов, электронов, позитронов, протонов, нейтронов, гамма- квантов, т.е. из практически всех известных в настоящее время частиц.
Первичные космические лучи, врываясь в атмосферу, постепенно теряют свою энергию, растрачивая ее на многочисленные столкновения с ядрами атомов воздуха. Получаемые осколки, приобретая часть энергии первичной частицы, сами становятся факторами ионизации, разрушают и ионизируют другие атомы газов воздуха, т.е. превращаются в частицы вторичного космического излучения.
Вторичное космическое излучение возникает в результате электронно-фотонных и электронно-ядерных взаимодействий. При электронно-фотонном процессе заряженная частица взаимодействует с полем ядра атома, рождая фотоны, которые образуют пары электронов и позитронов. Эти частицы, в свою очередь, вызывают возникновение новых фотонов. Электронно-ядерный процесс обусловлен взаимодействием первичных частиц, энергия которых не менее 3х109 эВ, с ядрами атомов воздушной среды. При этом взаимодействии возникает ряд новых частиц – мезонов, протонов, нейтронов. Вторичное космическое излучение имеет максимум на высоте 20-30 км, на меньшей высоте процессы поглощения вторичного излучения преобладают над процессами его образования.
Интенсивность космического излучения зависит от географической широты и высоты над уровнем моря. Так как космические лучи в основном являются заряженными частицами, то они в районе над экватором отклоняются в магнитном поле и собираются в виде воронок в районах полюсов. В приполярных областях поверхности Земли достигают и частицы со сравнительно невысокой энергией (не нужно преодолевать магнитное поле), поэтому интенсивность космических излучений на полюсах возрастает за счет этих лучей. В экваториальной области поверхности достигают лишь частицы, которые обладают максимальными энергиями, способными преодолеть отклоняющее влияние магнитного поля. Средняя мощность дозы космического излучения жителей Земли приблизительно равна 0,3 мЗв/год, а на уровне Лондон-Москва-Нью-Йорк достигает 0,5 мЗв/год.
Вокруг Земли есть области (слои), в которых магнитное поле задерживает огромное количество заряженных частиц и заставляет их двигаться взад и вперед от полюса к полюсу в разных направлениях по замкнутым траекториям. Это так называемые радиационные пояса, или пояса Ван-Аллена. Различают два пояса: внешний и внутренний. Внутренний имеет максимальную плотность частиц (преимущественно протонов) над экватором на высоте около 3500 км, внешний слой – электронный – на высоте около 22000 км. Радиационные пояса Земли – источник радиационной опасности при космических полетах.
Мощность космического излучения зависит также и от высоты над уровнем моря. На больших высотах она выше по причине разряжения атмосферы (воздух играет роль защитного экрана). Обитаемые области Земли, расположенные на высоте 4500 м, испытывают дозу космического излучения до 3 мЗв/год, а на вершине Эвереста (8848 м над уровнем моря) доза составляет 8 м3в/год.
В среднем интенсивность космических лучей за пределами атмосферы составляет около 2-х частиц на 1см2 в секунду. Эта величина почти не зависит от времени года, сезона, суток. Это значит, что интенсивность их постоянна и не связана с движением Земли вокруг Солнца, вокруг оси, а значит основная часть космических лучей вне солнечного – галактического происхождения. Но в период максимальной солнечной активности поток космических излучений нарастает. Волновые излучения (в том числе и рентгеновские), возникающие во время вспышек на Солнце достигают поверхности Земли через 8-15 мин. после того, как вспышка на поверхности Солнца становится видимой. Корпускулярные излучения (главным образом протоны и электроны) движутся со скоростью 500-700 км/с и достигают Земли приблизительно через сутки. Каждая вспышка на Солнце влияет на человека, нервные окончания реагируют даже на ничтожные энергии, причем колебания магнитного поля очень сильно действуют на больных.
МОЖНО ЛИ ПРЕДОТВРАТИТЬ КОСМИЧЕСКУЮ КАТАСТРОФУ?
Частота падения на Землю небесных тел большого размера сравнительно невелика. Но при каждом падении астероида разрушений и жертв может быть существенно больше, чем при других природных и техногенных катастрофах. Потенциальное количество жертв в такой катастрофе существенно зависит от размера небесного тела. Возможность погибнуть в результате его падения на Землю не столь уж мала: она близка к возможности погибнуть в авиакатастрофе и несколько ниже возможности стать жертвой убийцы. Но если человек в состоянии с помощью личных мер безопасности снизить риск гибели в авиакатастрофе и убийства (не летать на самолетах и не общаться с бандитами, криминальными бизнесменами, политиками), то перед астероидной опасностью он, как и все человечество, в настоящее время беззащитен.
К счастью, в отличие от погибших динозавров, люди способны предвидеть подобную катастрофу и принять действенные меры по ее предотвращению.
Задача астрономов состоит, прежде всего, в том, чтобы выявить "опасный" астероид, а затем на основе достаточного количества наблюдений вычислить его точную орбиту. Для сравнительно крупных астероидов (не менее 1 км в диаметре) может быть составлен полный каталог всех потенциально опасных объектов. Вычисление орбит позволяет прогнозировать их движение на интервале, по крайней мере, в несколько десятилетий. Астероиды меньшего размера (несколько сотен метров в диаметре) видимы только в достаточно близких окрестностях Земли. При этом объект, который должен столкнуться с нашей планетой, может быть обнаружен за несколько недель (или даже дней) до своего падения.
Переходя к объектам декаметрового размера (именно таким был Тунгусский метеорит!), следует сказать, что время подлета их к Земле после обнаружения исчисляется десятками часов.
Заметим, что долгопериодические кометы, ядра которых имеют размер в десятки километров, появляются во внутренних частях Солнечной системы внезапно. Так, в 1996 г. комета Хиакутаки была открыта всего за два месяца до ее прохождения вблизи Земли (рис. 9).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе данной работы были углублены и дополнены знания об опасностях, угрожающих человеку из космоса: это прежде всего астероиды, кометы, метеороиды, космическое излучение. Все эти объекты и явления могут нанести ущерб планете Земля, изменить ее климат, вызвать цунами, наводнения и т.п, загрязнить окружающую среду опасными веществами, привести к гибели большого числа людей, уничтожить города и целые страны, и даже полностью уничтожить нашу планету. За свое существование наша планета претерпевала много атак космических объектов, многие крупные объекты приводили к изменению климата на ней и весьма повлияли на ее теперешнее состояние. На теле Земли осталось много “шрамов” от астероидов, метеоритов, комет. Поэтому угроза чрезвычайных ситуаций космического характера реальна, и в первую очередь должна быть предметом заботы государств. Меры, которые могут послужить профилактикой космических ЧС: наблюдение за опасными объектами с помощью современных средств, мощных телескопов, внесение их в каталоги, отправка зондов, направляемых в космическое пространство для отслеживания опасных объектов, своевременное оповещение людей о надвигающейся угрозе из космоса, их эвакуация в безопасные местности, укрытия, защита людей от опасных последствий космических катастроф, разработка методов и оружия для разрушения опасных космических объектов либо, хотя бы, смещения орбиты данных объектов, для отвода их от Земли.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ