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宇宙辐射的种类

2020-09-28 航天

宇宙辐射的种类
在近地轨道( Low-Earth Orbit) 以外的航天飞行中,宇航员不可避免的会接受到来自宇宙空间的辐射,主要有银河宇宙射线 ( Galactic Cosmic Rays, GCR) 、太阳质子事件( Solar Proton Events,SPE) 和二次辐射等。
1 银河宇宙射线 GCR 来源于太阳系之外,主要由质子构成,因其在太空中传播速度很快,导致环绕原子核周围的电子丢失,容易发生电离。GCR 含有约 1%的重离子( Heavy Ion) ,具有高电荷( Z) 和高能量( E) 的特点,穿透性强,即使有宇宙飞船防护罩的防护作用,仍然能对宇航员的身体造成较大的损害。在整个太空飞行中,GCR 持续存在,虽然总体辐射能量较低,但是由于累积作用,在远距离、长时间的飞行任务中仍然会对机体产生较大伤害[1]。[18]
 
 
2 太阳质子事件 SPE 又称“质子风暴
( Proton Storm) ”,来源于太阳闪焰。与 GCR 相比, SPE 的发生较为短暂且随机。因其具有极高的能量,会给在地球轨道外进行航空飞行作业的宇航员带来极大的危害[2]。例如在 1972 年 8 月和 1989 年 10 月发生的太阳质子事件,即使在 1.9 cm 厚度铝板或 5 cm 厚度水的防护下,宇航员所接受到的全身辐射剂量仍高达 2 Gy[3]。
1.3 二次辐射 当 GRC 和 SPE 中所含的重离子撞击宇航飞船的防护结构时,会发生二次辐射,产生 X-射线和中子射线等。二次辐射存在于整个飞行过程中,对宇航员骨骼系统产生不可忽略的影响。