載人航天飛行輻射及其防護

載人航天飛行輻射及其防護一.載人航天輻射環(huán)境二.航天輻射生物效應三.載人航天的輻射防護

四.展望賴偉核技術及應用一.載人航天輻射環(huán)境載人航天輻射危急主要來源于自然空間電離輻射源，包括：銀河宇宙輻射（亦稱銀河宇宙線）；太陽粒子事務（亦稱太陽質子事務）；地磁捕獲輻射（亦稱地球輻射帶）。除上述以外，假如航天器裝備有原子反應堆或原子能裝置，又增加了新的輻射源。下面簡潔介紹一下三種主要的輻射源。賴偉核技術及應用一.載人航天輻射環(huán)境1.銀河宇宙線銀河宇宙線是載人航天必定暴露的重要輻射源之一。銀河宇宙射線是由能量極高，而通量很低的帶電粒子組成。主要成分是質子約84.3%，α粒子約14.4%以及約1.3%的重離子。雖然重離子的注量比質子低得多，但電離輻射危害后果嚴峻。全部輻射危害問題是能量低于10GeV/核子的宇宙輻射粒子造成的。而對宇宙輻射危害的評價，最重要的能量范圍是0.1～1GeV/核子。賴偉核技術及應用一.載人航天輻射環(huán)境賴偉核技術及應用一.載人航天輻射環(huán)境太陽質子事務太陽出現(xiàn)大耀斑時，常發(fā)出大量高能帶電粒子（即太陽宇宙線），在地球四周可觀測到，這叫作太陽質子事務。太陽粒子事務的發(fā)生具有隨機性，隨著太陽活動的增加而發(fā)生粒子事務的概率增加。太陽質子事務的粒子成分主要是是質子和電子，其次是α粒子，Z>2的粒子較少。賴偉核技術及應用太陽耀斑是造成粒子事務的主要緣由賴偉核技術及應用一.載人航天輻射環(huán)境太陽質子碰撞產生巨大能量賴偉核技術及應用一.載人航天輻射環(huán)境地球輻射帶地球磁場捕獲了大量的高能帶電粒子，形成了地球輻射帶，分為內外兩個帶。內輻射的中心位置到地心的距離約1.5個地球半徑帶主要由質子和電子組成。內帶中對衛(wèi)星和宇航員的威逼主要來自高能的質子，能量范圍是1～103MeV。外輻射帶的中心離開地心距約在3－4個地球半徑，主要由電子和低能質子組成。外輻射帶對衛(wèi)星和宇航員的威逼主要來自高能的電子。賴偉核技術及應用一.載人航天輻射環(huán)境地球輻射帶（即范艾倫帶）賴偉核技術及應用二.航天輻射生物效應帶電粒子的生物學效應與粒子的性質（電荷和電量）、劑量及所探討的生物學終點（如致細胞死亡、特定遺傳基因的突變、染色體的畸變、細胞DNA損傷和致癌）有關。目前，美國宇航局已起先對航天輻射引起的致癌效應，對中樞神經系統(tǒng)的損傷，輻射與其它航天因素如微重力、有害氣體的復合作用影響，輻射早期或急期的損傷，輻射對生殖、不育和遺傳的危害等輻射生物效應進行了系統(tǒng)的探討。重離子的生物效應主要是致癌或遺傳效應及對中樞神經系統(tǒng)的損傷。其他粒子的生物效應尚未明白。賴偉核技術及應用二.航天輻射生物效應重離子輻射效應的特點重離子（由于它原子序數(shù)及能量高，故又稱HZE粒子）雖然注量比質子低得多，劑量也很小，但其電離實力強，沿粒子徑跡會產生很大的能量沉積（高LET），從而造成生物細胞的破壞，甚至一個重離子的電離就能對細胞產生明顯損傷。案例：在Apollo支配的5次登月飛行中有15名航天員感覺到不規(guī)則的閃光和光線，平均間隔2～3分鐘，開眼和閉眼時都有，這是HZE料子擊中航天員頭部和穿越視網膜時引起光受體的退極化和“著火”的證據。賴偉核技術及應用三.載人航天的輻射防護航天飛行時，人員不行避開地會受到銀河宇宙輻射的低劑量照射，同時也可能受到太陽質子輻射的高劑量率照射。目前，航天飛行中航天員的宇宙輻射的防護措施有：屏蔽；分為主動式和被動式；輻射防護藥物。試驗證明，某些藥物具有減輕輻射損傷的作用；選擇最佳飛行時間，在低地軌道飛行時，放射時間的選擇不是很重要；但在登月飛行或登陸火星飛行時，就須要盡量選擇太陽活動低年進行放射飛船。；建立太陽粒子事務預警系統(tǒng)。賴偉核技術及應用三.載人航天的輻射防護在飛行期間進行實時監(jiān)測。裝備個人測量儀。使航天員能剛好了解個人接收輻射量的信息。賴偉核技術及應用四.展望隨著航天事業(yè)的發(fā)展，人類在空間活動的人數(shù)不斷增加，時間不斷延長，飛行空間漸漸擴展。宇宙輻射對人類健康影響已成為人們極為關注的問題?，F(xiàn)在，我國正在實施登月支配，