Descriere: Caracterizarea câmpului de radiații al Pământului Câmpul radiațiilor ionizante este un câmp de radioactivitate naturală inerentă Pământului ca un obiect cosmic. Manifestarea sa pe suprafața Pământului joacă un rol important în ecologie. Câmpul total de radiații al Pământului constă în: radiații cosmice; dezintegrarea radioactivă a elementelor crustei pământului; degazare datorită eliberării de gaze radioactive la suprafața radonului Rn thoron Tn. Fundalul natural din diferite părți ale suprafeței Pământului poate fi diferit de 34 de ori sau mai mult.
Mărime fișier: 172.32 KB
Lucrarea a fost descărcată: 5 persoane.
Dacă această lucrare nu vă convine în partea de jos a paginii, există o listă de lucrări similare. De asemenea, puteți utiliza butonul de căutare
Radiație și căldură
Teoria scurtă a câmpului de radiație și studiul său în radiometrie și geofizică nucleară
- Scurtă teorie și informații generale despre radioactivitate
Există radioactivitate naturală și indusă (artificială creată).
Radioactivitatea naturală # 150; este un proces fizico-chimic de dezintegrare spontană a nucleelor instabile de atomi, respectând o anumită lege statistică. Procesul este urmat de:
- schimbarea structurii, compoziției, energiei nucleului;
- emisia de quanta;
- eliberarea căldurii radiogene;
- ionizarea (conversia atomilor și a moleculelor în ioni) de gaze, lichide și solide.
Ea suferă dezintegrare radioactivă număr suficient de mare de substanțe chimice, în principal, cu numărul atomic din Tabelul Periodic 82. mai mari de 230 de izotopi radioactivi cunoscuți (nucleele atomice cu numere diferite de neutroni). Cu toate acestea, principala contribuție la radioactivitatea naturală se face prin trei elemente radioactive U. U (uraniu), Th (toriu) și K (potasiu). Ele se găsesc în roci și alte obiecte naturale sub formă de impurități izomorfe și minerale independente. Contribuția lor este următoarea: K 60%, U 30%, Th 10%. Intensitatea naturală J γ radiații aceste elemente au cea mai mare și cea mai mică la By Th. Radiația apare în ele la diferite energii. Trebuie remarcat faptul că γ-radiația are o valoare maximă atunci când radioactivitatea naturală a formațiunii, ca α-, p particulelor în interacțiunea cu substanța sub interacțiune puternică Coulomb și au capacitatea penetrantă foarte scăzută. α-particule, de exemplu, foaie de hârtie convențională păstrată, beta-particule - film de plumb subțire.
Legea decăderii radioactive este exprimată prin formula:
dN # 150; numărul de nuclee decăzute din numărul total N în timpul dt. este constanta de dezintegrare. este asociat cu o altă unitate de T 1/2 # 150; perioada de înjumătățire prin relație:
Legea decăderii radioactive descrie transformarea succesivă a unor elemente în altele și se termină cu formarea de izotopi non-radioactivi stabili. Rândurile principale sunt U și Th. Acestea includ până la 15 ani # 150; 18 izotopi. Produsul final # 150; radiogenic plumb.
Strămoșii familiilor radioactive (U. Th) aparțin unui element de lungă durată. Ei au T 1/2> 10 8 ani. Familiile de uraniu includ radiu (Ra) cu T1 / 2 = 1620 ani și gaz radon radioactiv (Rn) cu T 1/2 = 3,82 zile.
În decăderea elementelor radioactive din seria radioactivă apare o stare de echilibru radioactiv:
Potasiul (K) se referă la radionuclizi unici, în care decăderea radioactivă este limitată la un act de transformare.
Radioactivitatea indusă (artificială) este în principal asociată cu radiații gamma și neutroni.
Quanta # 150; particule neutre din punct de vedere electric care au o putere de penetrare mai mare decât particulele α și p încărcate. Acestea reprezintă un flux de radiații electromagnetice de frecvență foarte înaltă (f> 10 18 Hz). Puterea de penetrare a -quanta din aer ajunge la câteva sute de metri. În obiectele naturale, inclusiv în roci, radiația este puternic slăbită datorită proceselor efectului fotoelectric, efectului Compton, formării perechilor electron-positron. Procesele enumerate apar la diferite energii.
Principala importanță este efectul Compton. În acest interval de energie, intensitatea radiației gamma împrăștiate (J ) depinde de densitatea mediului. Cu cât densitatea este mai mare, cu atât este mai mică J .
Radiația neutronică # 150; apare în reacțiile nucleare. Neutronii sunt particule neutre din punct de vedere electric și posedă cea mai mare putere de penetrare din toate tipurile de radiații. Neutronii apar atunci când particulele alfa interacționează cu nucleele elementelor ușoare (beriliu, bor, etc.)
Neutronii din spectrul de energie (E = 10 7 # 150; 10 -3 eV) sunt împărțite în grupe: rapid intermediar lent rezonant termic epiteremic rece.
În interacțiunea neutronilor cu obiectele naturale, se disting două procese principale în timp:
- decelerarea neutronilor rapizi (t <10 -2 c );
- difuzia neutronilor termici (t> 1 s).
Ambele procese sunt însoțite de reacții nucleare n - n. n - și alte tipuri. Există, de asemenea, emisia de neutroni nou formați și -quanta (radiația secundară ).
- Caracteristicile câmpului de radiații al Pământului
Câmpul radiațiilor ionizante (câmpul radioactivității naturale) este inerent pe Pământ, ca obiect cosmic. Manifestarea sa pe suprafața Pământului joacă un rol important în ecologie.
Câmpul total de radiație al Pământului constă în:
- radiații cosmice;
- dezintegrarea radioactivă a elementelor crustei pământului;
- degazare datorită eliberării de gaze radioactive (radon Rn thoron Tn) la suprafață.
Radioactivitatea direct în adâncimi ale litosferei (în straturile superioare), precum și în orizonturi mai profunde depinde de conținutul de elemente radioactive din roci. Fundalul de radiații din mine este mic și este predominant între 4-6 microR / oră. Același lucru este valabil și pentru radioactivitatea apelor și a gazelor naturale. În cele mai multe cazuri, acestea nu sunt radioactive. Singura excepție este apele subterane ale depozitelor radioactive, precum și apele sulfatului-bariului și ale compușilor de clorură-calciu.
- Radiațiile ionizante tehnologice pătrund în mediul înconjurător din orice sursă artificială. Acestea includ radionuclizii nou formați datorită implementării tehnologiilor industriale pentru prelucrarea substanțelor radioactive, a deșeurilor nucleare stocate, a accidentelor bruște la instalațiile nucleare, în special a centralelor nucleare (centrale nucleare).
- Efectele câmpului de radiație asupra organismelor vii
Radioactivitatea (radiația ionizantă) este atât "iritantă", cât și "dăunătoare".
"Acțiunea afectivă" este asociată cu doze de radiații care depășesc fundalul normal. La această iradiere, factorii mutageni încep să acționeze. Omul și alte mamifere sunt foarte sensibile la expunerea la radiații, iar microorganismele sunt destul de stabile. Plantele de plante și vertebratele ocupă o poziție intermediară. La o doză mai mare de 4-16 mGy (4000 # 150; 16000 microR) există o depresiune a vegetației. Devine sensibil la dăunători și la boli.
În expunerea totală la radiații, ponderea surselor artificiale este de 22%. Dintre acestea, mai mult de 20% sunt în medicină.
- Sarcina de proiect a secțiunii
- Testele secțiunii de control al limitelor
- Referințe la secțiune
Câmpul termic al Pământului și schimbările sale ciclice. Termodinamica oceanului
Câmpul termic. precum și alte domenii fizice, sunt asociate cu mediul material în care apar fluxurile de căldură și interacționează. Acestea din urmă, acționând asupra materialelor, în special a obiectelor naturale, determină regimul lor termic, determinând deformarea câmpului termic.
Există un sens fizic pentru a caracteriza câmpul termic prin parametrii potențialului U și intensitatea E. Cu toate acestea, ca rezultat al conceptelor existente pe mai multe anii, ele funcționează cu conceptele de flux de căldură, stadiul geotermal,
Proprietatea termică a obiectelor naturale este conductivitatea termică λ (unitatea de măsură W / m * K) și capacitatea termică C (unitatea de măsură J / kg * K).
Pământul, ca obiect natural, este un modul spațial termic caracterizat printr-un câmp termic. Acest câmp constă dintr-un câmp intern constant al Pământului (câmpul principal) și un câmp termic alternativ inerent în cochiliile pământului (litosferă, hidrosferă și atmosferă).
Câmpul termic al Pământului se formează sub influența următoarelor procese energetice:
- Energia solară (primită și re-emise înapoi);
- Pierderi de căldură geotermale;
- Energia pierdută atunci când rotația Pământului încetinește;
- Energia elastică eliberată de cutremure.
Una dintre principalele surse de energie termică moderată în scoarța pământului este decăderea radioactivă a izotopilor de lungă durată. Sursa de căldură este, de asemenea, procesul de diferențiere a materialului manta.
Principala caracteristică a câmpului termic al Pământului este fluxul de căldură prin suprafața pământului, adică fluxul de căldură Q (unitate W / m 2). Parametrul Q este descris de ecuația conductivității termice:
λ - coeficientul de conductivitate termică (W / m * K);
- gradientul vertical al schimbării temperaturii (K / m).
Semnul "-" indică o scădere a temperaturii.
Zonarea interiorului pământului de-a lungul distribuției fluxului de căldură nu a fost suficient studiată datorită lipsei instrumentelor de penetrare profundă în geosfere.
Conform datelor geotermale și indirecte (ape termale, efuziuni de lavă roșii-fierbinți) se disting trei zone termice caracteristice în grosimea terestră:
- Suprafață (heliometrică). Grosimea h = 0,03 km. Temperatura t depinde de radiația solară. Există un curs pronunțat zilnic, sezonier, anual și vechi de secole.
- Neutru (strat de temperatură constantă). Acesta este un strat subțire de temperatură medie anuală constantă, care, în funcție de centurile de temperatură, este la adâncimi de 10 până la 30-50 m.
- Geotermală. Acesta este întregul strat care stă la baza crustei pământului, manta și miezul pământului. Temperatura este determinată de sursele termice ale Pământului.
Plecând de la ideea că miezul constă din fier, temperatura de topire a fost calculată ținând cont de presiune. Conform calculelor, t la limita mantalei și a nucleului ar trebui să fie de 3700 ° C și t al nucleului interior # 150; 5000 0. Temperatura din interiorul Pamantului creste intensiv la o adancime de 200 km, dupa care cresterea acestuia incetineste cu adancimea.
Se determină starea termică a Pământului și modelele schimbării sale:
- energia radiației cosmice și solare;
- căldura interioară a cochililor pământului.
În acest sens, sursele de căldură sunt împărțite în surse externe (cosmice) și interne (planetare).
Surse externe: - radiații solare;
- energia meteoriților care cad pe Pământ;
- impactul gravitațional al Lunii și al Soarelui;
- diferențierea materiei mantalei;
- generarea de căldură generată de radiație
Măsurătorile efective ale fluxului de căldură de pe suprafața Pământului nu sunt executate uniform. Au fost obținute câteva măsurători în America de Sud, Africa, Antarctica. Pe baza măsurătorilor disponibile, este construită o hartă a distribuției fluxului de căldură pe suprafața Pământului. Sa ajuns la concluzia că legile de schimbare a fluxului de căldură de continente oceanele nu este detectat, chiar dacă în interiorul zonelor continentale sau oceanice există o corelație strânsă Q și principalele structuri geologice. Pe continente, Q este caracterizat de minimele scuturilor și de maximele din zonele orogene. În oceane, în contrast cu continente Q min are loc pe aripile crestele și tranșee adânci.
Pentru a rezolva o serie de probleme teoretice și practice asociate cu mecanismul de conversie a energiei solare în mediul geografic al Pământului, se determină așa-numitul echilibru termic al Pământului. Balanța de căldură (TB) este reprezentată de obicei sub forma unor ecuații care iau în considerare toate sursele de energie termică și de consum. Primul are un semn plus, iar al doilea # 150; minus.
Studiul cel mai complet până în prezent este TB. sistem pământ # 150; atmosferă. Calculele de TBC. de obicei produse în unități convenționale. De exemplu, dacă cantitatea de radiație solară care intră în limita superioară a întregii atmosfere este considerată ca fiind 100 conv. u atunci rezultatul este acela al acestor 100 de condiții. u Pământul, ca planetă, se disipează și se reflectă în spațiul mondial. u iar restul de 65 de conv. u Se absoarbe.
Calculele și monitorizează temperatura planetei Pământ ca un întreg, de suprafață și atmosfera singur Pământului, sugerează că temperatura lor nu suferă nici o schimbare de la an la an, aceste structuri sunt în echilibru termic.
Surse de producere a căldurii: - absorbția radiației solare de către atmosferă și suprafața pământului.
Pierderea căldurii: - radiația infraroșie a suprafeței pământului în spațiul mondial;
- infraroșu emis de atmosferă în spațiul mondial.
Ecuația TB Venit = Cheltuieli.
Dacă este necesar, componentele TB. nu exprimă în unități cu condiție, ci în unități energetice.
Dacă luăm în considerare TBC. a zonelor de latitudine separate, studiile arată că fluxul absorbit de atmosferă și de suprafața pământului a radiației solare scade rapid de la ecuator la pol. Acest lucru se datorează scăderii altitudinii soarelui de la ecuator la polii.
Împreună cu radiațiile solare, un rol în TBC. Radiația îndelungată a atmosferei și a suprafeței pământului joacă. Se diminuează de la ecuator la polii cu o intensitate mai mică. Aceasta conduce la faptul că excesul de căldură este generată, în latitudinile polare ale pierderii sale la tropice. Ca urmare, ar trebui să fie suspectat de aflux excesiv de căldură și crește de la an la an, în regiunile ecuatoriale și reducerea treptată a căldurii în zonele temperate și polare. Dar acest lucru nu se întâmplă. deoarece atmosfera este un fel de motor termic.
Eficiența (eficiența) "Atmosferei" este direct proporțională cu diferența de temperatură dintre "încălzitor" (ecuator) și "frigider" (poli). Conform estimărilor tentative, (eficiența atmosferei) este de 2%. Aceasta înseamnă că aceste 2% din radiația solară absorbită de Pământ este transformată în energia cinetică a vântului. Transferul de căldură de la ecuator la poli este efectuat în principal cicloane și anticicloane. în timp ce se transferă 90% din căldura excesivă. Restul de 10% sunt transportate cu apă.
Curenți de mare # 150; este un fel de încălzire cu apă a planetei Pământ. Căldurile calde încălzesc zonele latitudine mare și sunt reci # 150; zone calde tropicale calde.
Astfel, circulația atmosferică și curenții de mare au tendința de a egaliza temperatura dintre ecuator și polii, iar radiația solară, dimpotrivă, o măresc (temperatura). Ambele procese sunt foarte variabile, deci echilibrul dintre ele este pulsatoriu. Modificarea duratei lor determină o schimbare a climatului planetei Pământ.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că în "atmosferă" și "mașini termice" din atmosferă, care apar (sunt condiționate) de contrastul temperaturilor dintre oceane și pământ. (Spre deosebire de pământ, oceanele au o capacitate mare de căldură și încălzirea lor, iar răcirea este mai lentă). Mașinile termice de tipul celei de-a doua lucrează pe cicluri de iarna # 150; Ie iarna, oceanele sunt "încălzitoare", iar continentele sunt "frigidere", în vara, dimpotrivă. Mișcarea aerului cauzată de mașinile de căldură de tipul celui de-al doilea este realizată sub formă de musoni. Acestea din urmă reprezintă vânturile predominante care suflă la suprafața Pământului în timpul iernii, de la continent la ocean, iar în timpul verii # 150; de la ocean la continent. Mașinile termice de tipul celui de-al doilea, pe măsură ce se apropie de ocean, înmoaie frigul pământului și reduc căldura verii, iar pe măsură ce se apropie de continente, clima devine mai continentală.
Caracteristici generale ale câmpului de temperatură (termică) a Pământului constă în temperatura suprafeței sale datorită subsolului și conversia în energie termică a altor tipuri de energie (solară, dezintegrare radioactivă, activitatea vulcanică, gravitațională compresie frecare mareelor, etc.). Natura și puterea surselor de căldură, mecanismul transportului prin roci este determinat de fluxul de căldură Q.
La adâncimi mari, căldura este transferată prin radiația unei substanțe încălzite a interiorului și a unei convecții. Mai aproape de suprafață, împreună cu convecția, transferul de căldură este afectat de conductivitatea termică moleculară.
Împreună cu fluxul regional de căldură din interiorul fluxurilor de căldură locale (circulația apelor subterane, influența permafrostului etc.). La fluxurile locale de căldură ar trebui atribuite și căldurile curg din câmpurile antropice de temperatură. Acestea includ surse de poluare termică (magazine termice, gaze subterane și conducte de încălzire, evacuări de apă caldă de proces etc.). Concentrarea surselor de căldură create de om, în special în orașe și sate, conduce la formarea de domuri termale.
În general, câmpurile de temperatură tehnogenă acoperă cu influența lor aproximativ 5-10% din suprafața totală a terenului. În conformitate cu acest anumit mod, mașinile de căldură de tipul celui de-al doilea "își schimbă ritmul".
Legea reflectării luminii. Legile refracției luminii. Raportul dintre sinusul unghiului de incidență și sinus al unghiului de refracție este o valoare constantă pentru aceste două medii egale cu raportul dintre viteza luminii în mediul de unde lumina ajunge la viteza luminii în mediul în care intră.
Trimiteți-le prietenilor: