空间环境中子效应及测量技术

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1、万方数据第6卷第4期2009年08月装备环境工程EQUIPMENTENVIRONMENTAl．ENGlNEERING·5·空间环境中子效应及测量技术张紫霞，魏志勇，方美华，杨永常，陈国云(南京航空航天大学，南京210016)摘要：随着航天事业向长时间载人深空探测方向发展，空间辐射环境对航天器及其器件、对宇航员的损伤越来越受到重视。在空间辐射的诸多因素中，中子的辐射危害相当可观。介绍了空间中子探测研究的重要性，总结了空间中子的分布和来源、中子导致的辐射剂量贡献、中子对航天器危害和对航天员的损伤以及空间中子的探测方法。关键

2、词：空间辐射；空间探测；辐射剂量；航天；空间中子中图分类号：V520：V528文献标识码：A文章编号：1672—9242(2009)04—0005—07NeutronRadiationEffectsofSpaceEnvironmentandMeasuringTechniqueZHANGZi—xia，wE，Zhi—yong，FANGMei—hua，YANGYong—chang，CHENGGuo—yun(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，

3、China)Abstract：Theinjuriesofthespacecraftsandastronautscausedbytheparticlesofspaceradiationarecatchingmoreandmoreattention．Thehazardsofspaceneutronarequitesevereamongwhichofotherradiation．Thenecessityofthedetectionandstudyofspaceneutronwereintroduced．Thedistribu

4、tionofspaceneutronandthecontributionstospaceneutrons，harmfulneutroneffectstospacecraftandastronauts，andthedetectionmethodsofspaceneutronswerediscussed．Keywords：spaceradiation；spacedetection；spacedosimetry；aerospace；spaceneutron、自20世纪60年代载人航天以来，航天技术不断发展，各国争相开展和发展

5、航天事业，我国也成为继美国、俄罗斯等国之后的又一航天大国。由国际国内航天事业发展状况可以看出，其趋势是由短期航天飞行向长时间的载人航天发展，由近地轨道向深空探测发展，由近地空间站向星球基地发展。飞行时间的延长、航天员的参与、向深部空问的推进等特征向航天技术提出了新的挑战，出现了如航天器能源与动力、器件及航天器本身的可靠性、航天员的健康等许多问题。其中，航天员的健康保障问题尤为重要。身处在航天环境中的航天员健康不仅受到微重力、超重、震动等因素的影响，而且宇宙环境中的各种粒子还会对其造成健康损伤，甚至生命受到威胁。空间环境

6、中由各种粒子形成了空间辐射环境，主要由空间带电粒子、空间中性粒子以及空间X射线、空间7射线等多种辐射粒子组成。这些辐射随纬度、经度、高度、方向和时间等因素的变化而变化，而且受太阳活动的影响。在低地球轨道(LE0，low—earthorbit)，按照其粒子来源而言，辐射主要分为3类：1)地球磁场捕获的高能电子和质子，它形成地收稿日期：20090517作者简介：张紫霞(1986～)，女，江苏武进人，硕士研究生，主要研究方向为空间辐射、粒子探测、辐射剂量。通讯作者：魏志勇，男，教授，博导，主任，南京航空航天大学空间物理与空间

7、环境中心。万方数据·6装备环境I程球辐射带(ERBs，theearth’Sradiationbelts)；2)太阳粒子事件(SPEs，solarparticleevents)，是在强太阳耀斑期间发射的高通量带电粒子；3)银河宇宙射线(GCRs，galacticcosmicrays)，主要是来自太阳系外的带电粒子。在深空条件下，后两者占主导。这些带电粒子对人体造成的损伤有多种层次，宏观层次如引发癌症，微观层次如细胞凋亡、DNA断裂等，一般用相对辐射生物效应(RelativeBiologicalEffect，RBE)来表征

8、射线引起生物损伤的能力。RBE与射线的种类相关，中子的RBE较大，引起的生物效应是很高的，但是由于中子不带电，测量困难及中子的损伤机理复杂等原因，宇宙射线中的中子没有受到足够的关注。对于空问带电粒子测量研究我国已经有了较多的技术和经验，而对空间中子的研究和测量很少。随着我国空间事业发展，保障航天器安全和航天员的健康，以及进一步的深