Метр водного эквивалента - Meter water equivalent

В физика, то метр водного эквивалента (довольно часто m.w.e. или же мвэ) - стандартная мера космический луч затухание в метро лаборатории. Лаборатория на глубине 1000 м в.э. защищена от космических лучей, как и лаборатория на 1000 м (3300 футов) ниже поверхности воды. Поскольку лаборатории на одной и той же глубине (в метрах) могут иметь очень разные уровни проникновения космических лучей, м.в.э. обеспечивает удобный и последовательный способ сравнения уровней космических лучей в разных подземных точках.^[1]

Затухание космических лучей зависит от плотности материала перегружать, так что m.w.e. определяется как произведение глубины и плотности (также известной как глубина взаимодействия). Поскольку плотность воды 1 г / см³, 1 м (100 см) воды дает глубину взаимодействия 1 гектограмм на квадратный сантиметр (100 г / см²). В некоторых публикациях вместо м.в.э. используется hg / cm², хотя эти две единицы эквивалентны.^[2]

Например, Опытная установка по изоляции отходов, расположенный на глубине 660 м (2170 футов) в соль формация, достигает 1585 м.в.т. экранирование. Судан Шахта, на глубине 713 м (2339 футов) глубина составляет всего 8%, но, поскольку она находится в более плотных породах, богатых железом, она достигает 2100 м в.э. экранирование, на 32% больше.

Еще один фактор, который необходимо учитывать, - это форма вскрыши. Хотя некоторые лаборатории расположены под плоской поверхностью земли, многие расположены в туннелях в горах. Таким образом, расстояние до поверхности в направлениях, отличных от вертикального, меньше, чем можно было бы предположить, если бы поверхность была плоской. Это может увеличить поток мюонов в несколько раз. 4±2.^[3]

Обычное преобразование между m.w.e. а полный поток мюонов дан Мей и Хайме:^[4]

${\displaystyle I_{\mu }(h_{0})=67.97\times 10^{-6}e^{-h_{0} \over 285}+2.071\times 10^{-6}e^{-h_{0} \over 698}}$

Где ${\displaystyle h_{0}}$ глубина в м.в.э. и ${\displaystyle I_{\mu }}$ - полный поток мюонов на см²⋅s. (Первое слагаемое преобладает для глубин до 1681,5 м.в.э.; ниже - второе слагаемое. Таким образом, для больших глубин коэффициент 4, указанный выше, соответствует разнице в 698 ln 4 ≈ 968 м.в.э.)

Стандартный рок

Глубина подземной лаборатории может быть измерена не только в метрах в.э., но и в метрах стандартной породы. Стандартный рок определяется как массовое число А = 22, атомный номер Z =11, а плотность 2,65 г / см³ (43,4 г / куб. Дюйм).^[5] Поскольку большинство лабораторий находятся под землей, а не под водой, глубина в стандартной породе часто бывает ближе к реальной подземной глубине лаборатории.

Существующие подземные лаборатории

Подземные лаборатории существуют на глубинах от чуть ниже уровня земли до примерно 6000 м в.э. в СНОЛАБ^[4] и 6700 м. в.э. на Подземная лаборатория Цзиньпин в Китае.^[6]

Рекомендации

1. «Глубокая наука». Национальный фонд науки. Архивировано из оригинал на 2015-02-23. Получено 2014-10-03.
2. Гридер, Питер К. Ф. (2001). Космические лучи на Земле: Справочное руководство и справочник исследователя. Gulf Professional Publishing. п. 482. ISBN  978-0-444-50710-5.
3. Го, Цзыи; и другие. (Сотрудничество JNE) (14 октября 2020 г.). «Измерение потока мюонов в китайской подземной лаборатории Цзиньпин». arXiv:2007.15925 [Physics.ins-det ]. Исследование потоков мюонов в различных лабораториях, расположенных под горами и под шахтами, показало, что первые обычно в (4 ± 2) раза больше, чем вторые при той же вертикальной перегрузке.
4. Mei, D.-M .; Химэ, А. (6 марта 2006 г.). «Исследование мюонного фона для подземных лабораторий». Физический обзор D. 73 (5): 053004. arXiv:astro-ph / 0512125. Bibcode:2006ПхРвД..73э3004М. Дои:10.1103 / PhysRevD.73.053004. S2CID  119446070.
5. К. А. Олив; и другие. (Группа данных по частицам) (2014). «Обзор физики элементарных частиц». Китайская физика C. 38 (9): 1–708. arXiv:1412.1408. Bibcode:2014ЧФК..38i0001O. Дои:10.1088/1674-1137/38/9/090001. PMID  10020536.
6. Ву Юй-Ченг; Хао, Си-Цин; Юэ, Цянь; Ли, Юань-Цзин; Ченг, Цзянь-Пин; Канг, Ке-Джун; Чен, Юнь-Хуа; Ли, Джин; Ли, Цзянь-Минь; Ли, Ю-Лань; Лю, Шу-Куй; Ма, Хао; Рен, Цзинь-Бао; Шен, Ман-Бин; Ван, Джи-Мин; Ву, Ши-Юн; Сюэ, Дао; Йи, Нан; Цзэн, Сюн-Хуэй; Цзэн, Чжи; Чжу, Чжун-Хуа (август 2013 г.). «Измерение потока космических лучей в подземной лаборатории Китая Цзиньпин». Китайская физика C. 37 (8): 086001. arXiv:1305.0899. Bibcode:2013ЧФК..37х6001В. Дои:10.1088/1674-1137/37/8/086001.