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宇宙射線中有氦3元素嗎

發布時間: 2022-06-23 05:05:52

1. 宇宙射線的穿透力有多強

宇宙射線是來自於宇宙中的具有相當大能量的帶電粒子流的總稱。不同的粒子,有不同的穿透力。
研究發現,大多數 的宇宙射線是單純的質子(氫原子核),少量是氦原子核(α粒子),還有極少量是電離狀態的重元素和其他亞原子粒子,如正電子、μ介子和π介子,還有一些是γ射線和超高能中微子。
在宇宙空間中,宇宙射線的密度和能量值都非常高,如果沒有防護,對航行在行星際空間的太空船上的的宇航員會造成非常嚴重的安全威脅。但在地球上,宇宙射線的威脅就小得多了,因為,有一層厚厚的大氣層在保護著我們。
絕大多數的宇宙射線都會被大氣層阻擋,無法到達地面。幾乎所有外來的高能宇宙線,除中微子外,在穿過大氣層時都要與大氣中的氧、氮等原子核發生碰撞,並轉化出次級宇宙線粒子,而次級粒子中的一部分有足夠能量產生下一代粒子,如此下去,會產生一個龐大的粒子群。這一現象是1938年由法國人奧吉爾在阿爾卑斯山觀測發現的,並取名為「廣延大氣簇射」。在廣延大氣簇射過程中,能量低於10^14電子伏特的粒子很難到達3000米以下的低空,並且在距地面2萬米的高度上強度最強。地球高層大氣中的電離層,就是這樣形成的。大氣層中的臭氧層,也形成於宇宙射線。
關於這些射線的穿透力,α粒子只需要一張薄薄的紙就可以阻擋,所以在地面上,沒有α粒子了。質子的穿透力隨它攜帶的能量不同而不同。而高能質子則有很強的穿透性,例如10MeV質子需要0.06厘米鋁來實現完全防護,100MeV則需要3.7厘米厚鋁,1000MeV則需要150厘米厚的鋁。但有大氣層的防護,高能質子也到不了地面。重元素粒子和其他亞原子也在高空就與大氣分子碰撞後衰變為其他粒子,同時損失能量,即使能到達地面,也對人體無害了。至於中微子,基本不會受到阻擋,會穿越人體甚至地球,而且不會損失能量。也正是如此,再多的中微子,也對人體無害。
當然,如果宇宙射線過於強烈,以至於影響到大氣層本身,那就會有些麻煩。有科學家猜測,地球歷史上多次生物大滅絕事件,其中一些可能與宇宙射線爆發有關。

2. 宇宙輻射主要由高能量的什麼組成

宇宙輻射主要由高能量電子流組成。電子流的速度不僅取決於宇宙輻射的頻率,還取決於宇宙輻射的強度。比如平時太空中游離的電子基本處於風平浪靜的動態之中,只有太陽風等產生興風作浪時,受太陽風能量的作用,也使大氣層中游離的電子被感染成為宇宙輻射的贗品。

3. 放射性物質發出的射線有哪3種

α粒子是一種氦原子核,β射線是電子,γ射線是高能量質子。
這里有一些介紹:
http://www.zxhx.org/Article/Class34/200511/20051109232211.htm
http://www.sxgjzx.net.cn/zkwlw/zkwlw/Article_Print.asp?ArticleID=1988

α射線
也稱「甲種射線」。是放射性物質所放出的α粒子流。它可由多種放射性物質(如鐳)發射出來。α粒子的動能可達幾兆電子伏特。從α粒子在電場和磁場中偏轉的方向,可知它們帶有正電荷。由於α粒子的質量比電子大得多,通過物質時極易使其中的原子電離而損失能量,所以它能穿透物質的本領比β射線弱得多,容易被薄層物質所阻擋。從α粒子的質量和電荷的測定,確定α粒子就是氦的原子核。
β射線
也稱「乙種射線」。它是由放射性原子核所發出的電子流。電子的動能可達幾兆電子伏特以上,由於電子質量小,速度大,通過物質時不易使其中原子電離,所以它的能量損失較慢,穿透物質的本領比α粒子強。實質上它是高速運動的電子流。
γ射線
γ射線與X射線、光、無線電波一樣,為一種電磁輻射,是原子核內所發出的電磁波。原子核從能量較高的狀態過渡到能量較低的狀態時所放出的能量常以γ射線形式出現。γ射線也稱為「丙種射線」。帶電粒子的軔致輻射,基本粒子轉化過程中發生的湮沒,以及原子核的衰變過程中都產生γ射線。它的穿透本領極強。
X射線
X射線的特徵是波長非常短,頻率很高。因此X射線必定是由於原子在能量相差懸殊的兩個能級之間的躍遷而產生的。能量和穿透本領都較大叫做硬X射線,波長長的X射線則叫做軟X射線。X射線已經在晶體結構研究、金屬探勘,醫學和透視等方面,得到了廣泛的應用,
給人類帶來了莫大的福音。
http://rcs.wuchang-e.com/RESOURCE/XX/XXZR/ZRBL/XXJSZSCD/8841_SR.HTM
http://www.nsfz.cn/ywj/wll/swfw/ShowArticle.asp?ArticleID=859

宇宙射線
簡稱「宇宙線」。來自宇宙空間的高能粒子流。宇宙射線分為兩類:一是原宇宙線,是來自地球以外的高能帶電粒子,其中約有91.5%是質子,7.8%是氦核(α粒子),其餘是碳(C)、氮(N)、氧(O)及鐵(Fe)等重原子核,能量極高,可達1020電子伏特以上。二是次級宇宙射線,由於宇宙射線進入大氣層後,和空氣中原子核發生碰撞,引起核的分裂並產生一系列其他粒子,通過這些粒子與周圍物質的相互作用及自身的轉變,形成次級宇宙射線,其成分中有一半以上是μ子,這部分射線穿透本領很大,能透入深水和地下,稱「硬性部分」。另一部分主要是電子和光子,穿透本領較小,稱「軟性部分」。由於初級宇宙射線能量極高,生物到大氣層外時,就可能受到它的傷害或影響,同時它能引起許多目前無法用人工實現的核反應和基本粒子轉變過程。又因為它可能與太陽和某些恆星的活動以及各種地球物理現象有密切關系,故對宇宙射線的研究意義重大。

射線的防護
α粒子、β射線、γ射線以及中子,是核物理實驗中經常要遇到的,在研究核反應,原子核的結構等方面,它們也是相當重要的實驗手段。但是,它們對人的身體是有害的,因此在使用、接觸這些射線時必須加以屏蔽和防護。然而由於各種射線的性質不同,採用的防護手段和材料各有不同。(1)對α粒子的防護:由於α粒子較大,又帶有兩個電子電量的電荷,因此,它的穿透本領較弱。甚至一張紙就能把它擋住,但它的電離本領較大。故在使用α放射源,或接觸α射線時,主要不是考慮外防護,而是不要使α粒子進入體內。因為人的皮膚可使α粒子進入不了體內。但如果實驗完不洗手就吃東西,使很多α粒子進入體內,它會使食道內壁電離而受到嚴重的損防。因此,使用α放射源,要防止通過口或傷口處進入體內,不造成傷害。(2)對β射線的防護:β射線是高速運動的電子,它的穿透本領較強,但不如γ射線和中子的穿透本領強。對β射線的防護要注意它的次級效應。這是因為,高速運動的電子,與物質相互作用時,產生軔致輻射(γ光子)。特別是與重粒子相互作用,軔致輻射相當厲害。例如,在接觸β射線時,為保護眼睛,應該用普通的玻璃眼鏡,不能用鉛玻璃或較重物質的眼鏡。因為較重的物質與β射線作用,在鏡片上產生非常強的軔致輻射,雖然β粒子被防護了,但其次級的射線,將會傷害眼睛。(3)γ射線的防護:對γ射線主要是防護外照射。一般採用較重的物質,如鉛等來防護。一般CO60γ輻射源,都放置在鉛罐中。(4)對中子的防護:在使用中子放射源時,要特別注意。因為中子通過人體時,和人體中的一些元素發生核反應,有可能產生放射性同位素、造成內部照射,而中子的穿透本領極強。這是因為,中子不帶電,不受原子核庫侖場的作用。它可在原子之間的空隙中直穿而過。它和較重原子核的作用,能量減少很小。故在防護中子時均採用兩層防護。內層採用較輕的物質,使和中子在碰撞中迅速減慢,使較快的中子變成慢速中子,然後再用較重的物質將其屏蔽。達到安全防護的目的。在運送中子源的罐中,內層多用石臘外部用鉛或鋼罐。

【盧瑟福】 Rutherford, Ernest(1871~1937年)物理學家。生於紐西蘭,長期在英國工作。在原子結構和放射性研究方面做出了重要的貢獻。1899年發現放射性輻射中的兩種成分,並由他命名為α射線和β射線,接著又發現新的放射性元素「釷」。1902年與英國化學家素第一起提出原子自然蛻變理論。1911年根據α粒子的散射實驗(盧瑟福實驗)最先發現原子核的存在,並提出了關於原子結構的行星模型。1919年用α粒子轟擊氮原子而獲得氧的同位素,第一次實現了元素的人工嬗變。

法國物理學家亨利·貝克勒爾(Henri Becquerel)在1896年發現,特定物質釋放的某種射線不受化學變化或吸收光線的影響。換句話說,放射性與原子的電子狀態和原子光譜無關。具有穿透性的射線來自原子核的自然分裂或衰減,被稱作放射性原子核。核吸引力和電排斥力之間的不穩定平衡使得一些原子核不穩定。(多數是重核,但並不絕對。)這些原子核消除多餘的不穩定能量以轉變得更穩定,成為能量較少的原子核。在此過程中,放射線以α、β或γ射線三種方式釋放出來。由於是首次發現,這三種射線按照希臘字母表的前三個字母來命名的,它們後來被更具體地加以識別。α射線是高速的氦原子核(兩個中子和兩個質子),如我們已提到的,β射線是電子,γ射線是高能量質子,甚至比X射線的頻率和能量都高。
在這些自然出現的放射過程中,我們發現有趣的元素轉換的例子,這是中世紀淘金者長期的追求。例如,一個鉛原子釋放一個電子或β射線可以自然衰減成一個鉍原子。釋放的電子來自原子核中的自然轉換:中子變成或衰減成一個質子和一個有能量的電子。這種變化結果凈增了原子核中的質子數(原子數增加一個),它導致鉛轉變成鉍——周期表中下一個更高的元素。
鐳釋放α射線後自身轉變為氡。順便說一下,鐳-α射線衰減是造成一些建築物中多餘氡氣體的罪魁禍首。建築材料中少量鐳持續衰減成氡,它是你家中與空氣混合在一起的放射性氣體。如果空氣流通不好(這在儲藏室中是很常見的),氡氣可能聚集成具有潛在危險。不幸的是,氡氣既無色又無味,只有特殊的敏感器材才能探測和監控。
γ射線不會帶來任何轉換,但是它清楚地說明了原子核中的量化核子狀態。例如,活躍的鋇原子核會自然釋放出高能量的γ射線以回到基態。這與氫原子的情況類似,當氫原子的電子從活躍的狀態降到基態,它釋放出光子。現在我們談的是原子核中的核子狀態,而不是原子中的電子狀態。原子核狀態的能量遠遠高於原子中電子的能量(一般高100萬倍)。因此從原子核中釋放的γ射線比原子光譜能量更高,穿透力更強。過程是相同的,但是核光譜卻反映原子核中子和質子的量子化狀態。

4. 人類製造過很多元素,哪些元素在宇宙中很難自然產生

歐洲核子研究中心(CERN)和來自世界各地其他研究所一大批研究人員組成的阿爾法磁譜儀(AMS)合作研究,現在提出了一系列對宇宙氦同位素3He和4He性質的精確測量,這些測量數據是由位於國際空間站(ISS)的分光計阿爾法磁譜儀收集。進行這項研究的研究人員之一阿爾貝托·奧利瓦(Alberto Oliva)解釋說:氦是宇宙射線中含量最豐富的元素之一,它由兩種同位素組成,即氦-4和氦-3。氦-4或氦-3,是一種氦同位素,主要在大爆炸後的前三分鍾和恆星核合成中產生。

值得注意的是,這些測量揭示了3He/4He通量比剛度的依賴關系可以用一個冪律來描述,這與高能下的B/O和B/C光譜指數一致。研究宇宙射線中的同位素(例如質子、氘、鋰-6和鋰-7、鈹-7、鈹-9和鈹-10),最大限度地利用Tracker、TOF和RICH的組合功率,將能夠揭示更多關於宇宙射線的產生和傳播,以及太陽調制的影響。也許我們會發現一些根本沒有預料到的東西,就像去到以前沒有其他測量方法的地方一樣。

5. 地球上哪些物質含有氦-3並且可提取出來的我看月球表面存在氦-3資源的大部分都是隕石坑范圍。

氦是惰性元素,極難與其他物質化合,所以不存在「那些物質含有氦3」這種說法。氦元素的原子量為4,其原子核內含有2個質子和2個中子;氦3是氦的同位素,原子量為3,其原子核內含有2個質子和1個中子。

目前應用的氦氣主要是從地下開採的天然氣中分離出來的,靠近放射性物質礦層的天然氣層含有氦氣,混合比約在0.5%以下。它的來源是放射性物質的α射線(高速氦核)。由於放射性元素發射出的α射線沒有單個中子的(即氦3),所以氦3在地球上的含量極其稀少,相對豐度僅是0.000137%。

月球表面土壤中所含的氦3來自太陽風和宇宙線粒子的撞擊。由於月球沒有大氣層,高速氦核可以直接轟擊月球土壤,並在土壤中富集。地球的高層大氣也會受到這樣的轟擊,但由於大氣層沒有固體的富集作用,所以地球留不住來自太空的氦3。

「也就是說氦-3可能來至撞擊月球的隕石,那麼這些隕石可能攜帶大量的氦-3,或者構成隕石的一切條件可能產生氦-3。」這種說法沒有根據。由於隕石撞擊造成的擾動會破壞固體富集效應,月球隕石坑周圍的土壤中氦3含量可能更低。

6. 星際旅行中你沒法加燃料呀,但是能量卻可以從宇宙中獲取,比如宇宙中有好多氦三可以用來發電,但沒了燃料

當飛船的速度接近光速時,飛船就會停止輸出動力靠慣性飛行;飛船被目的星系的引力捕捉到後飛船就反向輸出動力來減速,飛船所消耗的能量只是在加速和減速期間,飛行靠的是慣性。
未來通過蟲洞進行星際飛行會節省更多時間。

7. 宇宙射線的成分

亨利·貝克勒1896年發現放射性後,許多人認為大氣中的電流(地球大氣層的電離)僅來自於土中放射性物質或產生出的放射性氣體(氡氣的同位素)的輻射。1900至1910年,十年內逐增高度的電離率測量顯示出一個能夠通過空氣對電離輻射的吸收解釋的降值。其後,維克托·赫斯於1912年利用一個熱氣球,帶著三台靜電計,登上了5300米的高空。他探測到電離率增長到大約地面率的四倍。他得出的結論是「我的觀察結果最好的解釋是設想一種高穿透力的射線從上部進入大氣層。」維克托·赫斯因為這次後人命名為「宇宙線」(cosmic rays)的發現於1936年獲得諾貝爾物理學獎。
宇宙線大致可以分成兩類:原生和衍生宇宙線。 來自太陽系外的天文物理產生的宇宙線是原宇宙線;這些原宇宙線會和星際物質作用產生衍生(二次)宇宙線。太陽在產生閃焰時,也會產生一些低能量的宇宙線。在地球大氣層外的原宇宙線,確實的成分,取決於觀測能量譜的哪些部分。不過,一般情況下,進入的宇宙線幾乎90%是質子,9%是氦核(α粒子),和大約1%是電子。氫和氦核的比例(質量比氦核是28%)大約與這些元素在宇宙中的元素豐度(氦的質量佔24%)相同。
其餘豐富的部分是來自於恆星核合成最終產物的其它重原子核。衍生宇宙線包含其它的原子核,它們不是豐富的核合成或大爆炸的最終產物,原生的鋰、鈹、和硼。這些較輕的原子核出現在宇宙線中的比例遠大於在太陽大氣層中的比例(1:100個粒子),它們的豐度大約是氦的10。
這種豐度的差異是衍生宇宙線造成的結果。當宇宙線中重的原子核成分,即碳和氧的原子核,與星際物質碰撞時,它們分裂成較輕的鋰、鈹、硼原子核(此過程被稱為宇宙射線散裂)。被發現的鋰、鈹和硼的能譜比來自碳或氧的更為尖細,這個值暗示有少數的宇宙射線散裂是由更高能量的原子核產生的,推測大概是因為它們是從銀河的磁場逃逸出來的。散裂也對宇宙線中的鈧、鈦、釩和錳離子等的豐度負責,它們是宇宙線中的鐵和鎳原子核與星際物質撞擊產生的(參見天然的背景輻射)。
即使衛星實驗在原宇宙線中發現一些反質子和正電子存在的證據,但沒有復雜的反物質原子核(例如反氦核)存在的證據。在原宇宙線中觀測到的反物質豐度是符合它們也能由原宇宙線在深太空和普通物質撞擊,在衍生宇宙線的程序中產生的理論。例如,一種在實驗室中產生反質子的標准方法是以能量大於6GeV的質子去撞擊其他的質子,而在原宇宙線中很輕易的就有許多質子的能量超過這個數值。無論是否在銀河系中,當簡單的反物質能夠由這種程序產生時(不是在大氣層的高層),它們仍可能傳播遙遠的距離抵達地球,而不會在星際空間中與其他的氫原子碰撞而湮滅。抵達地球的反質子特徵是能量最多隻有2GeV,顯示它們產生的過程在基本上與宇宙線中的質子是截然不同的。
在過去,人們認為宙線的通量隨著時間的推移一直是相當穩定。最近的研究顯示,以1.5至2千年的時間尺度,有證據顯示在過去的40,000年,宇宙線的通量是有變化的。

8. 宇宙中還有地球上沒有的元素嗎有什麼依據

1869年,俄羅斯化學家門捷列夫將當時發現的66種元素排列成著名的元素周期表,並預言了新元素的存在和性質。迄今為止,已發現118種元素,其中92種為天然元素,26種為合成元素。鈾元素92是地球上原子序數最大的天然元素。原子序數大於92的人工超鈾元素都是不穩定的放射性元素。那麼,這個元素列表有沒有盡頭?會有新的元素嗎?


如果我們銀河系的初始狀態是全氫的話,那麼第一代恆星應該都是由氫組成的;第一代恆星死亡後,各種元素產生的擴散,使得銀河系的組成發生了變化,所以原來的第二代和第三代恆星的原始組成就復雜了。

我們的太陽現在正處於氫燃燒階段,但有鐵等重元素,所以我們可以肯定它不是第一代恆星。而地球只能由第一代或第二代恆星的殘骸形成。地球的鐵心,地球上的各種元素和放射性物質都顯示了這一點。這就是為什麼地球上有這么多的元素。

9. 宇宙射線是撞擊大氣中的什麼元素產生中子的

應該是氦的中子 今年科學家對介子研究比較多 你可以自己研究一下

這問題很有研究價值 不過氦的中子肯定存在

10. 宇宙射線是什麼NASA說今晚12點到3點30有宇宙射線,該怎麼樣做

宇宙射線是來自於宇宙中的一種具有相當大能量的帶電粒子流的總稱。

通常攜帶有較高的能量。其中大約89% 的宇宙線是質子(氫原子核),10%是α粒子(氦原子核),還有1%是重元素。這些原子核構成宇宙線的99%。其他是電子(β粒子)、γ-射線和超高能中微子只佔極小的一部分。

由於地球外麵包裹著一層厚厚的大氣層,大氣層的上部有范圍很大的一層,叫電離層,電離層保護了地球上的生物免受宇宙射線的損害。所以宇宙射線來了,不需要做什麼來防範。

(10)宇宙射線中有氦3元素嗎擴展閱讀:

射線的發現:

1912年,德國科學家韋克多·漢斯帶著電離室在乘氣球升空測定空氣電離度的實驗中,發現電離室內的電流隨海拔升高而變大,從而認定電流是來自地球以外的一種穿透性極強的射線所產生的,於是有人為之取名為「宇宙射線」。

宇宙線亦稱為宇宙射線,是來自外太空的帶電高能次原子粒子。它們可能會產生二次粒子穿透地球的大氣層和表面。射線這個名詞源自於曾被認為是電磁輻射的歷史。

主要的初級宇宙射線(來自深太空與大氣層撞擊的粒子) 成分在地球上一般都是穩定的粒子,像是質子、原子核、或電子。但是,有非常少的比例是穩定的反物質粒子,像是正電子或反質子,這剩餘的小部分是研究的活躍領域。

大約89% 的宇宙線是單純的質子或氫原子核,10%是氦原子核或α粒子,還有1%是重元素。這些原子核構成宇宙線的99%。孤獨的電子(像是β粒子,雖然來源仍不清楚),構成其餘1%的絕大部分;γ射線和超高能中微子只佔極小的一部分。

參考資料:宇宙射線 網路

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