Солнечная модуляция потоков вторичных нейтронов

Вторичные космические лучи, как и первичные, подвержены 11-летней солнечной модуляции [82]. Наиболее ярко солнечная модуляция проявляется у вторичных нейтронов, так как нуклонный компонент обладает наибольшим широтным эффектом. Для ионизующего компонента вторичных космических лучей эффект солнечной модуляции практически не заметен. Вторичные нейтроны, в отличие от первичных космических лучей, находятся в антикорреляции с солнечной активностью. Следовательно, во время солнечной вспышки интенсивность вторичных нейтронов резко возрастает. Это обусловлено следующими причинами. В результате рассеяния галактических космических лучей на магнитных неоднородностях большая часть первичного космического излучения не проникает в Солнечную систему, и спектр жесткостей D(R) претерпевает изменение. Геомагнитный порог в период максимума солнечной активности уменьшается, что открывает доступ малоэнергетичным частицам к поверхности Земли. Вероятность избежать взаимодействия при прохождении от уровня с давлением х до уровня с давлением х₀ также увеличивается, так как возрастает длина пробега до поглощения. Для количественной оценки эффекта солнечной модуляции воспользуемся методом коэффициентов связи. Солнечная модуляция вторичных нейтронов обусловлена вариациями первичного спектра жесткостей D(R) геомагнитного порога и атмосферного давления. Для учета влияний этих вариаций Л. Д. Дорманом [83] предложен метод переменных коэффициентов связи, который также применялся для исследования солнечной модуляции нейтронов в работе [32].

При определении используются коэффициенты связи, включая пер-

Jk(^rj

вичный спектр, возмущенный 11-летними вариациями:

Относительное изменение геомагнитной жесткости обратно пропорционально косинусу геомагнитной широты:

Поэтому

для полярных широт.

Рис. 15. Пространственное распределение вторичных нейтронов как функция высоты и географической широты при максимальной солнечной активности в Северном полушарии [65]

Если аппроксимировать энергетический спектр вариаций первичных космических лучей в идее прямоугольника:

где R_max ~ 25 -г- 30 (ГВ), то, подставляя выражение для коэффициентов связи (2.17) в (3.6) и интегрируя (3.6), окончательно получаем

Рис. 16. Пространственное распределение вторичных нейтронов как функция высоты и географической широты при максимальной солнечной активности в Южном полушарии [65]

Рис. 17. Временные вариации нейтронов в январе 2005 г. [84]

Таким образом, интенсивность вторичных нейтронов при максимальной солнечной активности равна [60]

На рис. 15-17 [65] показано пространственное распределение вторичных нейтронов при максимальной солнечной активности. Для исследования бралась одна из самых мощных солнечных вспышек - вспышка в мае 2007 г. Наибольшая интенсивность нейтронов во время солнечной вспышки наблюдалась в области полярных широт - 60° N- 90°N и 70°5'- 90°5'.