Еквівалентний шар води

У фізиці, еквівалентний шар води — стандартизоване вимірювання ослаблення космічного випромінювання у підземних лабораторіях. Лабораторія на «глибині» еквівалентного шару 1000 метрів захищена від космічного випромінювання так, як і лабораторія, розміщена на глибині 1000 м нижче поверхні води. Оскільки лабораторії на однаковій глибині можуть мати дуже різний рівень ослаблення випромінювання, товщина еквівалентного шару дає зручний і сумісний спосіб порівнювання рівня космічного фону в різних місцях[1].

Ослаблення космічного випромінювання залежить від густини матеріалу покривної породи, тому еквівалентний шар води визначається як добуток глибини та щільності (також відомий як глибина взаємодії). Густина води складає 1 г/см3, тому 1 м води дає глибину взаємодії 1 гектограм на квадратний сантиметр (гг/см2). Деякі публікації використовують одиниці гг/см2 замість товщини еквівалентного шару, проте ці одиниці рівнозначні[2].

Інший фактор, який слід брати до уваги, є форма покривної породи. Деякі лабораторії розміщені під пласкою поверхнею землі, проте інші розміщені в тунелях під горами. Таким чином, відстань до поверхні у напрямках, що відрізняються від вертикального, буде менша, ніж була б за умови пласкої поверхні.

Підземні лабораторії можуть розміщуватися в широкому діапазоні глибин від безпосередньо під поверхнею до приблизно 6000 м водяного еквіваленту для SNOLAB[en] у Канаді[3] та 6700 м для підземної лабораторії Цзіньпін[en] у Китаї[4].

Стандартний каміньРедагувати

На додаток до еквівалентного шару води еквівалентна глибина підземної лабораторії може також вимірюватися у метрах стандартного каменю. Стандартний камінь визначено[5] як речовину з масовим числом A = 22, атомним номером Z = 11 і щільністю 3.65 г/см3. Оскільки більшість лабораторій розміщено під поверхнею землі, а не води, глибина в метрах стандартного каменю часто близька до дійсної глибини розміщення лабораторії.

ПриміткиРедагувати

  1. Deep Science. National Science Foundation. Архів оригіналу за 2015-02-23. Процитовано 2014-10-03. 
  2. P. K. F. Grieder (2001). Cosmic Rays at Earth: Researcher's Reference Manual and Data Book. Gulf Professional Publishing. с. 482. ISBN 978-0-444-50710-5. 
  3. Mei, D. -M.; Hime, A. (2006). Muon-induced background study for underground laboratories. Physical Review D 73 (5). Bibcode:2006PhRvD..73e3004M. arXiv:astro-ph/0512125. doi:10.1103/PhysRevD.73.053004. 
  4. Wu, Yu-Cheng; Hao, Xi-Qing; Yue, Qian; Li, Yuan-Jing; Cheng, Jian-Ping; Kang, Ke-Jun; Chen, Yun-Hua; Li, Jin; Li, Jian-Min; Li, Yu-Lan; Liu, Shu-Kui; Ma, Hao; Ren, Jin-Bao; Shen, Man-Bin; Wang, Ji-Min; Wu, Shi-Yong; Xue, Tao; Yi, Nan; Zeng, Xiong-Hui; Zeng, Zhi; Zhu, Zhong-Hua (August 2013). Measurement of cosmic ray flux in the China JinPing underground laboratory. Chinese Physics C 37 (8): 086001. Bibcode:2013ChPhC..37h6001W. arXiv:1305.0899. doi:10.1088/1674-1137/37/8/086001. [недоступне посилання з квітня 2019]
  5. K. A. Olive et al. (PDG) (2014). Review of Particle Physics. Chinese Physics C 38 (9): 090001. Bibcode:2014ChPhC..38i0001O. doi:10.1088/1674-1137/38/9/090001.