{"id":116996,"date":"2022-05-26T05:27:18","date_gmt":"2022-05-26T04:27:18","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/quest-ce-que-le-rayonnement-cosmique-rayon-cosmique-definition\/"},"modified":"2022-06-01T09:09:19","modified_gmt":"2022-06-01T08:09:19","slug":"quest-ce-que-le-rayonnement-cosmique-rayon-cosmique-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/quest-ce-que-le-rayonnement-cosmique-rayon-cosmique-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que le rayonnement cosmique – Rayon cosmique – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"

Le rayonnement cosmique fait r\u00e9f\u00e9rence aux sources de rayonnement sous la forme de rayons cosmiques provenant du Soleil ou de l’espace extra-atmosph\u00e9rique.\u00a0Le rayonnement cosmique primaire consiste en un m\u00e9lange de protons de haute \u00e9nergie (~87%), de particules alpha (~11%), d’\u00e9lectrons de haute \u00e9nergie (~1%) et d’une trace de noyaux plus lourds (~1%).\u00a0Propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux<\/div><\/div><\/span><\/p>\n

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Rayonnement cosmique<\/span><\/h2>\n
\"Rayonnement<\/a>
Source\u00a0: nasa.gov Licence\u00a0: domaine public<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Le rayonnement cosmique<\/span><\/strong>\u00a0fait r\u00e9f\u00e9rence aux sources de rayonnement sous la forme de\u00a0<\/span>rayons cosmiques<\/span><\/strong>\u00a0provenant du Soleil ou de l’espace extra-atmosph\u00e9rique.\u00a0La terre a toujours \u00e9t\u00e9 bombard\u00e9e par des particules \u00e0 haute \u00e9nergie provenant de l’espace extra-atmosph\u00e9rique qui g\u00e9n\u00e8rent des gerbes de particules secondaires dans la basse atmosph\u00e8re.\u00a0Les particules charg\u00e9es (en particulier les protons \u00e0 haute \u00e9nergie) du soleil et de l’espace extra-atmosph\u00e9rique interagissent avec l’atmosph\u00e8re terrestre et le champ magn\u00e9tique pour produire une\u00a0<\/span>douche<\/span><\/strong>\u00a0de rayonnement (c’est-\u00e0-dire une douche d’air), g\u00e9n\u00e9ralement un rayonnement\u00a0<\/span>b\u00eata<\/span><\/a>\u00a0et\u00a0<\/span>gamma<\/span><\/a>.\u00a0Si vous vivez \u00e0 des altitudes plus \u00e9lev\u00e9es ou si vous \u00eates un passager fr\u00e9quent des compagnies a\u00e9riennes, cette exposition peut \u00eatre consid\u00e9rablement plus \u00e9lev\u00e9e, car l’atmosph\u00e8re est plus fine ici.\u00a0Les effets du\u00a0<\/span>champ magn\u00e9tique terrestre<\/span><\/strong>d\u00e9termine \u00e9galement la dose de\u00a0<\/span>rayonnement cosmique.<\/span><\/strong><\/p>\n

Au niveau du sol, les\u00a0<\/span>muons<\/span><\/strong>, avec des \u00e9nergies pour la plupart comprises entre 1 et 20 GeV, contribuent \u00e0 environ 75 % du d\u00e9bit de dose absorb\u00e9e dans l’air libre.\u00a0Le reste provient des \u00e9lectrons produits par les muons ou pr\u00e9sents dans la cascade \u00e9lectromagn\u00e9tique.\u00a0<\/span>La dose<\/span><\/a>\u00a0annuelle de rayons cosmiques\u00a0au niveau de la mer est d’environ\u00a0<\/span>0,27 mSv<\/span><\/strong>\u00a0(27 mrem).<\/span><\/p>\n

Composition du rayonnement cosmique<\/span><\/h3>\n

Le\u00a0<\/span>rayonnement cosmique primaire<\/span><\/strong>\u00a0consiste en un m\u00e9lange de\u00a0<\/span>protons de haute \u00e9nergie<\/span><\/strong>\u00a0(~87%),\u00a0<\/span>de particules alpha<\/span><\/strong>\u00a0(~11%),\u00a0<\/span>d’\u00e9lectrons de haute \u00e9nergie<\/span><\/strong>\u00a0(~1%) et d’une trace de noyaux plus lourds (~1%).\u00a0L’\u00e9nergie de ces particules est comprise entre 10<\/span>8<\/span><\/sup> eV et 10<\/span>20<\/span><\/sup>\u00a0eV.\u00a0Une tr\u00e8s petite fraction sont des particules stables d’\u00a0<\/span>antimati\u00e8re<\/span><\/a>, telles que\u00a0<\/span>des positrons<\/span><\/a>\u00a0ou\u00a0<\/span>des antiprotons<\/span><\/a>.\u00a0La nature pr\u00e9cise de cette fraction restante est un domaine de recherche active.<\/span><\/p>\n

\"source<\/a>Par la suite, un grand nombre de\u00a0<\/span>particules secondaires<\/span><\/strong>, en particulier des\u00a0<\/span>neutrons<\/span><\/strong>\u00a0et\u00a0<\/span>des pions charg\u00e9s<\/span><\/strong>, sont produits \u00e0 la suite des interactions entre les particules primaires et l’atmosph\u00e8re terrestre.\u00a0\u00c9tant donn\u00e9 que les pions sont des particules subatomiques \u00e0 courte dur\u00e9e de vie, la d\u00e9sint\u00e9gration ult\u00e9rieure des pions entra\u00eene la production de\u00a0<\/span>muons de haute \u00e9nergie<\/span><\/strong>.\u00a0Au niveau du sol, les\u00a0<\/span>muons<\/span><\/strong>, avec des \u00e9nergies pour la plupart comprises entre 1 et 20 GeV, contribuent \u00e0 environ\u00a0<\/span>75 % du d\u00e9bit de dose absorb\u00e9e<\/span><\/strong>\u00a0dans l’air libre.\u00a0Le d\u00e9bit de dose du rayonnement cosmique varie dans diff\u00e9rentes parties du monde et d\u00e9pend fortement du\u00a0<\/span>champ g\u00e9omagn\u00e9tique<\/span><\/strong>\u00a0, de l’\u00a0<\/span>altitude<\/span><\/strong>\u00a0et\u00a0<\/span>du cycle solaire<\/span><\/strong>.\u00a0Le d\u00e9bit de dose de rayonnement cosmique dans les avions est si \u00e9lev\u00e9 que, selon le rapport UNSCEAR 2000 des Nations Unies, les membres du personnel navigant des compagnies a\u00e9riennes re\u00e7oivent en moyenne plus de dose que tout autre travailleur, y compris ceux des centrales nucl\u00e9aires.<\/span><\/p>\n

Nous devons \u00e9galement inclure les neutrons au niveau du sol.\u00a0Les rayons cosmiques interagissent avec les noyaux dans l’atmosph\u00e8re et produisent \u00e9galement\u00a0<\/span>des neutrons de haute \u00e9nergie<\/span><\/strong>.\u00a0Selon l’UNSCEAR, la fluidit\u00e9 des neutrons est de 0,0123 cm<\/span>-2<\/span><\/sup>s<\/span>-1<\/span><\/sup>\u00a0au niveau de la mer pour une latitude g\u00e9omagn\u00e9tique de 45 N. Sur cette base, la dose annuelle efficace des neutrons au niveau de la mer et \u00e0 50 degr\u00e9s de latitude est estim\u00e9e \u00e0\u00a0<\/span>0,08 mSv<\/span><\/strong>\u00a0(8 mrem).\u00a0Il convient de noter qu’\u00e0 proximit\u00e9 d’objets plus gros et plus lourds, par exemple des b\u00e2timents ou des navires, le flux de neutrons est plus \u00e9lev\u00e9.\u00a0Cet effet est connu sous le nom de \u00absignature neutronique induite par les rayons cosmiques\u00bb ou \u00ab<\/span>effet de navire\u00bb.<\/span><\/strong>\u00ab\u00a0comme il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9tect\u00e9 pour la premi\u00e8re fois avec des navires en mer. Les rayons cosmiques cr\u00e9ent des gerbes dans l’atmosph\u00e8re qui comprennent un large spectre de neutrons secondaires, de muons et de protons. Les neutrons secondaires peuvent \u00eatre d’une \u00e9nergie tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e et peuvent induire des \u00e9v\u00e9nements de spallation dans les mat\u00e9riaux au sol Par cons\u00e9quent, \u00e0 proximit\u00e9 d’objets plus gros et plus lourds, ces multiples neutrons produits lors d’\u00e9v\u00e9nements de spallation sont appel\u00e9s <\/span>neutrons \u00abd’effet de navire\u00bb<\/span><\/strong>.<\/span><\/p>\n

Les neutrons produits dans la haute atmosph\u00e8re sont \u00e9galement responsables de la g\u00e9n\u00e9ration de carbone 14 radioactif, qui est le radionucl\u00e9ide cosmog\u00e9nique le plus connu.\u00a0<\/span>Le carbone 14<\/span><\/strong>\u00a0se forme en continu dans la haute atmosph\u00e8re par l’interaction des rayons cosmiques avec l’azote atmosph\u00e9rique.\u00a0En moyenne, un seul sur 1,3 x 10<\/span>12 <\/span><\/sup>atomes de carbone dans l’atmosph\u00e8re est un atome radioactif de carbone 14.\u00a0Ainsi, toutes les substances biologiques vivantes contiennent la m\u00eame quantit\u00e9 de C-14 par gramme de carbone, soit 0,3 Bq d’activit\u00e9 carbone-14 par gramme de carbone.\u00a0Tant que le syst\u00e8me biologique est vivant, le niveau est constant en raison de l’apport constant de tous les isotopes du carbone.\u00a0Lorsque le syst\u00e8me biologique meurt, il cesse d’\u00e9changer du carbone avec son environnement et, \u00e0 partir de ce moment, la quantit\u00e9 de carbone 14 qu’il contient commence \u00e0 diminuer \u00e0 mesure que le carbone 14 subit une d\u00e9sint\u00e9gration radioactive.<\/span><\/p>\n

\u00c9nergie des rayons cosmiques<\/span><\/h3>\n

On a observ\u00e9 que les \u00e9nergies des rayons cosmiques \u00e0 ultra-haute \u00e9nergie (UHECR) les plus \u00e9nerg\u00e9tiques approchent 3 x 10<\/span>20<\/span><\/sup>\u00a0eV, soit environ 40 millions de fois l’\u00e9nergie des particules acc\u00e9l\u00e9r\u00e9es par le Large Hadron Collider.\u00a0L’origine des particules \u00e0 haute \u00e9nergie vient de l’espace extra-atmosph\u00e9rique.\u00a0On suppose que les particules d’une \u00e9nergie allant jusqu’\u00e0 environ 10<\/span>15<\/span><\/sup>\u00a0eV proviennent de notre propre galaxie, alors que celles dont les \u00e9nergies sont les plus \u00e9lev\u00e9es ont probablement une origine extragalactique.<\/span><\/p>\n

Classification du rayonnement cosmique<\/span><\/h2>\n

Le rayonnement cosmique peut \u00eatre divis\u00e9 en diff\u00e9rents types selon son origine.\u00a0Il existe trois sources principales de tels rayonnements:<\/span><\/p>\n