Rayos cósmicos Fabiana Sánchez

Rayos Cósmicos Son partículas subatómicas que proceden del espacio exterior y que tienen una energía muy elevada debido a su gran velocidad, cercana a la velocidad de la luz. Se descubrieron cuando pudo comprobarse que la conductividad eléctrica de la atmósfera terrestre se debía a la ionización causada por radiaciones de alta energía.

Rayos Cósmicos El descubrimiento de que la intensidad de radiación depende de la altitud indica que las partículas que forman la radiación están eléctricamente cargadas y que son desviadas por el campo magnético terrestre.

Rayos Cósmicos Se sabe que el Sol emite rayos cósmicos de baja energía en los periodos en que se producen grandes erupciones solares, pero estos fenómenos estelares no son frecuentes; por lo tanto, no explican el origen de los rayos cósmicos, como tampoco lo explican las erupciones de otras estrellas semejantes al Sol.

Rayos Cósmicos Las grandes explosiones de supernovas son, al menos, responsables de la aceleración inicial de gran parte de los rayos cósmicos, ya que los restos de dichas explosiones son potentes fuentes de radio, que implican la presencia de electrones de alta energía.

Rayos Cósmicos Los rayos cósmicos que alcanzan la atmósfera en su capa superior son principalmente (98%) protones y partículas alfa de alta energía. El resto son electrones y partículas pesadas ionizadas. A estas se les llama partículas primarias.

Rayos Cósmicos Esas partículas cargadas interaccionan con la atmósfera y el campo magnético terrestre, transformándose en partículas secundarias (son producto de la interacción de las partículas primarias con la atmósfera) y distribuyéndose de forma que la mayor intensidad de las partículas que alcanzan el suelo será en los polos (debido al campo magnético).

Rayos Cósmicos Por tanto, la componente de partículas que alcanzan el suelo varía según la altitud (a mayor altura menos atmósfera con la que interaccionar), con la latitud (a mayor latitud mayor cantidad de partículas desviadas por el campo magnético) y sufren cierta variación con el ciclo solar (de 11 años).

Rayos Cósmicos A nivel del mar, y para una latitud de unos 45ºN, las componentes principales son muones (72%), fotones (15%) y neutrones (9%). Las dosis recibidas debido a los rayos cósmicos se encuentran entre 300 μSv y 2000 μSv al año. Promediada por la población, datos de ocupación y otros factores, se encuentra un valor promedio de 380 μSv/año.

Cascadas de rayos cósmicos Las lluvias o cascadas de partículas subatómicas se originan por la acción de los rayos cósmicos primarios, que pueden tener una energía cien millones de veces superior a la que se puede impartir a una partícula subatómica en los más potentes aceleradores construidos hasta hoy.

Cascadas de rayos cósmicos Cuando un rayo cósmico de alta energía llega a la atmósfera terrestre interactúa con los átomos que la forman, chocando con los gases y liberando electrones. Este proceso excita los átomos y crea nuevas partículas. Estas, a su vez, chocan con otras produciéndose una serie de reacciones nucleares, que originan nuevas partículas que repiten el proceso en cascada. Así puede formarse una cascada con más de 1011 nuevas partículas.

Impacto en la tecnología  Por ejemplo, los paneles solares de los vehículos espaciales que abandonan la atmósfera sufren un fenómeno de degradación en su rendimiento debido al efecto acumulativo de daños derivados de estos desplazamientos dañinos provocados por las partículas energéticas.  Las propiedades del teflón y de algunas pinturas utilizadas para regulación térmica pueden verse afectadas cuando se someten a altos grados de radiación. Todo esto acorta el tiempo de vida de los equipos.

Impacto en la tecnología La mayor parte de la prevención y disminución de estos eventos recae sobre la ingeniería de los materiales y dispositivos, que deben construirse de forma que puedan soportar el daño que las distintas partículas puedan causar.

Impacto biológico Cuando una partícula energética impacta contra una célula, deposita parte de su energía al interaccionar con los electrones y las moléculas que forman la célula. Las consecuencias de esta interacción depende de la especie y de la energía de la partícula (protón, ion, electrón, neutrón, fotón).

Impacto biológico Cualquier daño causado a las moléculas de la célula, especialmente al ADN, puede tener consecuencias para el futuro de la misma, su capacidad de división y el mantenimiento de su estructura. A su vez, en funcionamiento incorrecto de esta célula puede afectar al tejido u órgano al que pertenece.

Impacto biológico Altas dosis de radiación son una amenaza inmediata para la salud o incluso para la vida. Las dosis bajas de radiación no acarrean consecuencias inmediatas, pero son un riesgo a largo plazo.

El mapa muestra las dosis de radiación medidas a bordo de la estación espacial Rusa MIR, a través del experimento Nausicaa de la Agencia Espacial Francesa (CNES) durante el aumento de radiación provocado por un evento de partículas solares en octubre de 1989. 

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