Dünyadaki Uzay: Bilim adamları uzay radyasyonunu simüle ediyor
Uzaydan gelen radyasyon, Dünya'daki bir laboratuvarda kopyalandı. Bilim adamları, gezegenimizi çevreleyen yüksek enerjili parçacık radyasyonunu kopyalamak için lazer plazma hızlandırıcıları kullandılar. Bu araştırma, uzay araştırmalarının insanlar üzerindeki etkisini incelemeye ve daha dayanıklı uydu ve roket ekipmanı üretmeye yardımcı olacak.
Yeryüzündeki Uzay: Bilim adamları, uzaydan gelen radyasyonu taklit ederler. (Cortsey: Strathclyde Üniversitesi)
Uzay radyasyonu, güneş sistemini keşfetme hedeflerimizin önündeki ana engeldir. Güneşten ve derin uzaydan gelen yüksek enerjili iyonize parçacıklar insan sağlığı için son derece tehlikelidir çünkü doğrudan cilde nüfuz edebilir ve enerji depolayabilir, hücreleri ve DNA'yı geri dönüşü olmayan bir şekilde yok edebilirler. Ayrıca radyasyon, uydulara ve ekipmana ciddi zararlar verebilir.
Uzay radyasyonunun etkilerini incelemenin en bariz yolu deneyleri uzaya getirmek olsa da, bu çok pahalı ve pratik değildir. Ancak, tersini yapmak - Dünya'da benzer uzay radyasyonu üretmek - son derece zordur. Bilim adamları geleneksel siklotronları ve doğrusal parçacık hızlandırıcıları kullanmaya çalıştılar. Bununla birlikte, bu parçacık yalnızca tek enerjili parçacıklar üretebilir ve tek enerjili parçacıklar, uzay radyasyonunda bulunan geniş enerji bandı parçacıklarını tam olarak temsil edemez.
Şimdi, İngiltere'deki Strathclyde Üniversitesi'nden Bernhard Hidding liderliğindeki araştırmacılar bir çözüm buldular. Araştırma ekibi, geniş bantlı elektronlar ve protonlar üretmek için Düsseldorf Üniversitesi ve Rutherford Appleton Laboratuvarı'nın lazer plazma hızlandırıcısını kullandı. Bu elektronlar ve protonlar "Van Allen kuşağı" ndaki tipik parçacıklardır - bu Radyasyon bölgesi, dünyanın manyetik alanı tarafından üretilen parçacık radyasyon alanıdır.
Kısacası, uzay radyasyonu, insan uzay uçuşunu engelleyen anahtar faktörlerden biridir.
Bernhard Hidding, Strathclyde Üniversitesi
Lazerden plazmaya
Hızlandırıcının çalışma prensibi, yalnızca birkaç mikronluk bir alana sahip ince bir metal folyo hedef üzerine yüksek enerjili, yüksek parlaklıkta bir lazer ışını yansıtmaktır. Hidding, "Lazer darbesinin enerjisi o kadar büyük ki, üretilen elektromanyetik alanın enerjisi, atom içindeki Coulomb kuvvetinden bile daha büyük bir büyüklük mertebesinde," diye açıkladı. "Böylece metal folyo hedefi anında plazmaya dönüştürülür." Plazma parçacıkları, lazerin güçlü elektrik alanından etkilenir. Diğer plazmaların alan ivmesi, parçacıkların başlangıçtaki konumuna bağlıdır Bu işlem, büyük miktarda enerji üretebilir.
Araştırma ekibi, bu plazma parçacıklarını incelemek için elektron duyarlı görüntü panelleri, proton radyoaktif pigment filmleri ve sintilasyon fosfor ekranları kullandı. Ekip, laboratuvar tarafından üretilen radyasyonun uzaydaki uzay radyasyonuna eşdeğer olduğunu kanıtlamak için NASA'dan bilgisayar simülasyonları yapmasını istedi. Hidding, "NASA'nın simülasyon yöntemi, şu anda bildiğimiz en gelişmiş bilgileri temsil eden modellere ve ölçümlere dayanıyor." Dedi.
Hasarı izleyin
Bir sonraki görev, sistemin bir optik bağlayıcı aracılığıyla parçacık radyasyonunu test ederek uzay radyasyonunun etkilerini test edebileceğini kanıtlamaktır. Optoelektronik kuplaj cihazları genellikle karşılıklı olarak izole edilmiş devreler arasında elektrik sinyallerini iletmek için kullanılır. Ayrıca Hidding ve ekibi, sistemin akım transfer oranını ölçerek radyasyon kaynaklı zayıflamayı izledi.
ABD "Science Reports" dergisinde açıklanan kavram kanıtı deneyi, uzay radyasyonunun etkilerini incelemek için dünyayı terk etmeye gerek kalmadan büyük bir dönüm noktası olabilir. Deneyin bir sonraki adımı, elektronik cihazların ve biyolojik numunelerin test edilmesi için standartlar geliştirmek olacak. Bernhard Hidding, "Ne de olsa uzay radyasyonu, insan uzay uçuşunun üstesinden gelmesi gereken en önemli engellerden biridir." Dedi.
Hiddings, Strathclyde Üniversitesi'ndeki yeni donatılmış lazerlerin gelecekteki araştırmalarda da önemli bir rol oynayacağını söyledi. "Bu, bugün dünyadaki en yüksek ortalama güce sahip lazer sistemidir." Sistem, İskoç Plazma Hızlandırıcı Uygulama Merkezi'nin (SCAPA) üç radyasyon koruma sığınağına kurulmuştur ve yedi adede kadar ışın yayabilir. "Araştırma hedefimiz, uzay radyasyonu araştırması ve testi için özel bir lazer ışını geliştirmek ve bunu Birleşik Krallık'ta ve diğer yerlerde büyüyen uzay endüstrisinde kullanmaktır."
ilgili bilgi
Parçacık hızlandırıcılar (İngilizce: parçacık hızlandırıcı), yüksek enerji elde etmek için yüklü parçacıkları itmek için elektrik alanları kullanır. Günlük yaşamda yaygın olarak kullanılan parçacık hızlandırıcılar, katot ışın tüplerini ve televizyonlar için X-ışını tüplerini içerir. Sadece hızlandırılmış parçacıklar boşaltılmış bir tüpe yerleştirildiğinde, havadaki moleküller tarafından çarpışmazlar. Yüksek enerjili hızlandırıcıdaki parçacıklar, dört kutuplu bir mıknatıs tarafından bir ışına odaklanır, böylece parçacıklar aralarındaki itme kuvveti nedeniyle dağılmayacaktır.
Referans
1. Wikipedia Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
çeviri: Hong Ming
yazar: Sarah Tesh
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
