Höhenstrahlung

aus dem Weltraum und z. T. auch von der Sonne auf die Erde einfallende, sehr energiereiche Teilchenstrahlung. Auf der Erdoberfläche werden (in mittleren Breiten) etwa 2 Teilchen pro 100 cm² Fläche und pro Sekunde beobachtet. Nachgewiesen wurde die sehr durchdringende Höhenstrahlung noch unter einer 100 m tiefen Wasserschicht und in Bergwerken. Die primäre Strahlung besteht vorwiegend aus Protonen, daneben aus Alphateilchen, schwereren Atomkernen und Elektronen; die Höhenstrahlung hat Energien von 10⁸ bis zu 10¹⁸ Elektronenvolt. Ihr genauer Ursprung, vor allem der physikalische Vorgang, in dem die Teilchen ihre außerordentlich hohen Energien erhalten, ist noch weitgehend unbekannt. In der Luftatmosphäre der Erde zerschlagen die primären Teilchen Atomkerne und erzeugen sekundäre Teilchen, u. a. Baryonen und Mesonen. Diese Prozesse spielen sich in Höhen bis herab zu etwa 16 km über dem Meeresspiegel ab und rufen die sog. drei Komponenten der Höhenstrahlung hervor: 1. die Neutronen-Komponente; 2. die harte oder durchdringende Komponente, die aus μ-Mesonen besteht; 3. die weiche Komponente aus energiereichen Lichtquanten und Elektronen. Besonders energiereiche Strahlungsquanten der dritten Komponente (die beim Zerfall neutraler π-Mesonen entstehen) rufen ganze Teilchenschauer hervor, die Kaskadenstrahlung: Sie erzeugen ein Elektron-Positron-Paar; diese Teilchen rufen bei Bremsung an Atomkernen wieder Strahlungsquanten (die sog. Bremsstrahlung) hervor, die ihrerseits wieder Paare erzeugen usw. Die Teilchenzahl im Schauer nimmt zu, bis die Energie der Strahlungsquanten nicht mehr zur Paarerzeugung ausreicht. – Der Einfluss der Höhenstrahlung auf die organische Natur ist nicht voll geklärt; wichtig ist, dass sie Mutationen hervorrufen kann.