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宇宙辐射与射线的区别是什么?

发布时间:2019-07-27 16:07 来源:未知 编辑:admin

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  太空环境中存在着各种各样的宇宙辐射与射线,下面就太阳辐射、银河宇宙射线与地磁俘获辐射进行简单的介绍。

  (1)太阳辐射我们知道,太阳是宇宙中的一个中等恒星,它会发射出强大的电磁辐射波。其中可见光和红外辐射能量占总辐射能量的90%以上,它们供给地球热量,并加热地球的大气。事实证明,在我们人类的航天活动中,太阳的辐射能是航天器的主要能量来源。在低地球轨道上飞行的航天器,太阳可见光和红外辐射是它的主要外部热源,对载人航天器的热设计有直接的影响。

  此外,太阳还会放射出无线电波、X射线和紫外线,但这一部分在太阳总辐射能量中只占很小的比例。研究发现,在地球大气层以外的空间环境中,紫外线会对宇航员产生许多有害的影响,例如,皮层出现红斑,肤色变得黝黑,还能引起眼睛结膜炎、虹膜炎和角膜溃疡等疾病。因此,宇航员在进行舱外活动时,事先必须穿戴防护服和滤光镜。此外,令人有点担忧的是,长期运行的空间站的热控表面和光学器件受到紫外辐射会引起性能退化,严重的会使热控失去平衡。而研究证明紫外辐射对绝缘材料、光学材料和高分子材料也有破坏作用。由于太阳紫外线和极紫外辐射对高层大气有加热作用,故往往会导致原子氧密度增加,加剧对航天器表面的剥蚀作用。太阳X射线爆发会引起对电离层的干扰,导致短波和中波无线电信号衰减,甚至会使通信完全中断。当太阳上大的射线爆发时,长波段的噪声可增大2~4个数量级,而短波段的噪声也会增加2~3个数量级。

  总之,地球外层空间的辐射环境是威胁宇航员安全的重要物理因素之一。虽然电磁辐射穿透物质的能力很差,对人体的危害较小,但电离辐射却能使物质直接或间接地电离或激发,产生各种带电粒子、中子或X射线、γ射线等,此种辐射贯穿物质的能力很强,可使物体和人体受到伤害。

  (2)银河宇宙射线研究发现,银河宇宙射线主要是来自银河系并被星际间磁场加速的高能带电粒子流,它在空间的分布基本上是各向同性的。它的主要成分是质子、Q粒子以及电荷数大于2的其他元素的原子核,因此银河宇宙射线粒子能量很高,并具有贯穿力极强、防护困难等特点。

  银河宇宙射线的强度与太阳活动有关。研究表明,太阳活动最高的年份宇宙射线的强度低,而太阳活动低的年份宇宙射线的强度则增加。由于地球大气层屏蔽和电磁场的作用,近地空间的银河宇宙射线的辐射剂量比宇宙空间要小。该类射线会对生物体造成一定的破坏,甚至1个重粒子就能对生物细胞产生明显的损伤。

  (3)地磁俘获辐射科学家研究发现,地球俘获了大量的带电粒子,并形成了比地球半径大6~7倍的粒子辐射弧形区。科学家曾利用人造地球卫星测量了离开地球20~3000千米之间的宇宙射线并与地球上所测得的宇宙射线强度进行了比较,发现在200~2000千米高度上的宇宙射线强度比地球表面宇宙射线倍。科学家们认为,这是大量带电粒子被地球磁场捕获的结果。

  科学家指出,该辐射带分为内、外两个环形带,其成分主要是电子、质子和少量重核。其中内带位于1.2~2.5倍地球半径的范围内,外带位于3~8倍地球半径的范围内。它的结构、空间范围、粒子种类、能量范围随时间有长期和短期的变化,尤其是外带变化更为明显。内辐射带以南北纬45°为界。由于地磁场的作用,东、西半球的内辐射带是不对称的。其中在西半球,内带的下边界在离地球0.5~0.6千米处;而在东半球,内带的下边界约在1.5千米的范围内。内辐射带的外边界大致在10~50千米的高度范围内。

  在内辐射带,考虑到质子和电子同物质相互作用产生的二次辐射,宇航员可能受到的辐射剂量要相对多一点。此外,科学家们还发现,在300千米的低地球轨道上飞行,宇航员所受到的辐射剂量与轨道平面的倾角关系不大。但在1000~3000千米上飞行,每天的辐射剂量与倾角有关。载人航天器短时间通过内辐射带,宇航员受到的辐射剂量每日在几十毫戈(瑞)以下。“阿波罗6”号飞船通过内辐射带的剂量为20毫戈/日。外辐射带的中心辐射剂量可以达到1.3毫戈/日。

  中子是不带电的粒子流。辐射源为核反应堆、加速器或中子发生器,在原子核受到外来粒子的轰击时产生核反应,从原子核里释放出来。中子按能量大小分为:快中子、慢中子和热中子。中子电离密度大,常常引起大的突变。目前辐射育种中,应用较多的是热中子和快中子。

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