宇宙射線有多危險?高能質子穿透人體僅需150MeV

2020-12-05 關注未來世界

#科學了不起#

人類一直夢想遊走太空，但是太空的環境對人類並不怎麼友好。地球以外的空間看似蕩然無物，實際上是暗流湧動。地球周圍的宇宙射線主要來自太陽，太陽燃燒了自己，照亮了別人，與此同時還源源不斷地向整個太陽系輸送高能粒子，又稱「太陽風」。「太陽風」包含90%的質子、9%的電子和1%的重離子核，它們的能量約為1-1000 MeV。地球周圍還有少量比「太陽風「能量更高的宇宙射線，它們來自太陽系以外，能量達到0.1GeV-100 GeV。

人們的血肉之軀一旦失去了地球磁場和大氣層的保護，後果不堪設想。美國航空航天局（NASA）特別設置了一個「人類研究項目」（Human Research Program ，HRP），專門研究太空環境的複雜性、輻射劑量以及防護措施。比如，太陽活動引起地球周圍的輻射劑量忽高忽低；設計什麼樣的防護盾才能保護太空人；如何合理地評估每個人不同的輻射耐受能力和太空旅行的風險；哪些藥物可以減輕輻射給人體帶來的傷害；太空人長時間停留在太空中會引起哪些身體機能的損傷以及該如何通過運動更好地恢復健康，等等。

如何科學地衡量宇宙射線對人體的穿透能力呢？這是空間探索學科中一個熱門的研究課題。科學家通常用一個專業的術語來評估高能粒子穿透人體的能力——透穿深度劑量（Percentage depth-dose，PDD）。研究表明，粒子的能量越高，穿透性越強。10 MeV左右的高能粒子，可以穿透皮膚；超過40 MeV 的粒子，就能穿透顱骨；超過150 MeV的粒子，可以穿透整個頭顱。地球周圍既有1-1000 MeV的「太陽風」，又有0.1 GeV-100 GeV的銀河宇宙射線，很顯然，它們都可以輕而易舉地穿透人體。

宇宙射線擁有穿透人體的能力，但還有更可怕的——研究還表明，高能粒子的很大一部分會沉積在體內，造成持續的傷害。

太空人在太空中工作期間雖然受到最佳的保護，但還是難免受到一定的傷害，比如容易患白內障、皮膚病、骨質疏鬆、肌肉萎縮等等。小編在此致敬太空人的獻身精神！

參考資料：NASA reports 2018 Health Effects from Space Radiation

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