Almanak Hins íslenska þjóðvinafélags - 01.01.1960, Blaðsíða 24

GEIMGEISLAR
Vel mœtti kalla hið sýnilega ljós frá fastastjörnunum geimgeisla, og einnig mætti
nota það heiti um „útvarpsbylgjur“ þær, sem berast til jarðar utan úr himingeim-
inum, eins og frá var sagt í almanakinu 1956. Orð þetta er þó alls ekki notað í þeim
mcrkingum, heklur sem heiti á annarri, miklu „harðari“ geislun. Ccimgeislar eru
í fyrsta lagi atómkjarnar, sem berast um geiminn mcð svo að segja Ijóshraða (frum-
gcislun), og í öðru lagi ýmsar aðrar frumagnir, svo og gamma- og röntgengeislar,
sem verða til í lofthjúpi jarðar við árekstra frumgeislanna. Frumgeislarnir, sem berast
að jörðunni jafnt úr öllum áttum, eru naktir atómkjarnar (þ. e. án elektrónuhjúps),
hlaðnir jákvæðu rafmagni. Þar ber mest á vetnis- og þvínæst hclíumkjörnum, en
auk þeirra eru þar kjarnar þyngri frumefna allt upp £ 26. atómnúmer (járn) eða
jafnvel hið 27.
Til þess að skilja bctur áhrif þau. sem geislun þessi hcfur, er hún fellur á andrúms-
loft jarðar, er rétt að glöggva sig nokkuð á braðfleygum atómögnum, sem eru frara-
leiddar í tilraunastofum. Hlaðin ögn, sem fellur án núningsmótstöðu milli rafskauta,
fær því meiri lokahraða sem spennumunurinn er meiri. Hreyfiorka elektrónu, sem
fellur um 1 volts spennumun, er notuð sem eining um hreyfiorku atómagna og kölluð
eitt elektrónuvolt (skammstafað ev). í kjarnakljúfum er ögnunum veitt hreyfiorka,
sem nemur hundruðum milljóna og jafnvel milljörðum elektrónuvolta. Með slíkri
hreyfiorku geta þær brotizt inn í atómkjarna í efni, sem þeim er beint á, og hróflað
við gerð þeirra. En agnirnar í geimgeislum hafa miklu meiri hrevfiorku en hægt er
að framleiða í kjarnakljúfum, allt að hundrað milljón sinnum meiri orku á hverja
ögn. í þessari geislun býr þannig reginmáttur, og er Ijóst, að ekki muni það veröa
tíðindalaust, að hún mæðir í sífellu á ytri lögum andrúmsloftsins.
í stuttu máli sagt leiðir áreksturinn við andrúmsloftið til mikillar sundrunar
og breytinga á atómkjörnum. bæði þeim, sem eru í frumgeislunum, og þeim, sem eru
í atómum loftsins. í ytri loftlögum er sífelld framleiðsla á ýmiss konar brotum úr
atómkjörnum, á ýmsum tegundum frumagna, og heita þær nöfnum eins og elektrónur,
mesónur, pósitrónur, nevtrónur, anti-nevtrónur, prótónur, anti-prótónur og hýperónur.
Loks myndast gamma- og röntgengeislar. Þá myndast og ýmis geislavirk atóm-
afbrigði.
Frumgeislunin nær ekki að berast niður til yfirborðs jarðar, og sama er að segja
um meginið af þeim ögnum og þeirri rafsegulgeislun, sem hún framleiðir í yztu loft-
lögum. En jufnframt því sem geislunin eyðist, sérstaklega við árekstra. skapar hún
neðar £ andrúmsloftinu nýja gcislun, en veikari, og nær á þann hátt óbein geislun
niður til jarðar. Hún er enn mjög ,,hörð“, þ. e. veldur djúptækum áhrifum og fer
gegnum þykka veggi. Hún getur m. a. raskað kjörnum í lifandi frumum og á þann
hátt valdið breytingu á erfðaeinkcnnum. Magn geislunarinnar er þó svo lítið (heildar-
orka frumgcislunarinnar, sem fellur á jörðina er talin sambærileg við Ijósorkuna frá
stjörnubjörtum næturhimni), að jarðlífinu er ekki talin stafa hætta af henni. Áhrifin
þyrftu heldur ekki að vera eingöngu hættuleg, og því hefur oft verið haldið fram, að
geimgeislarnir hafi átt verulcgan þátt £ þróun jarðlifsins. Og þar sem nú er talið
hugsanlegt, að geimgeislarnir hafi stundum verið miklu sterkari en nú, kynni áhrifa
þeirra að hafa gætt meira á sum stig þróunarinnar en önnur.
Áður var getið, að geimgeislar skapa ýmis geislavirk atómafbrigði i andrúms-
loftinu. Af níu slíkum atómtegundum, sem þekktar eru, má sérstaklega nefna þrjár:
1) Þríþungt vetni, H*, eða tritium. Það myndast sem brot úr kjömum köfnunar-
efnis og súrefnis. Helmingunartimi þess (tíminn, unz það hefur umbreytzt að hálfu) er
12 y2 ár. Með rannsókn á magni þess i vatni og sjó má fá vitneskju um aldur lindar-
vatns og um hraða lóðréttrar hringrásar í höfunum. — 2) Kolefni með þunga 14,