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  • 1 # 椏溪陳偉

    宇宙當中的射線分為可見光和不可見光射線,如太Sunny、阿爾法、貝塔,還有一些未被人類發現的未知射線。有些射線對人體損害非常大,有些則還沒有發現的人體有傷害!射線的來源起源於星球或者是銀河系的碰撞爆炸產生的能量,還有的就是星體自身攜帶能量、或者是宇宙未知物體產生的射線。

  • 2 # 七線城市土人

    至於射線對人類的危害,經過幾千年的驗證,在大氣層內,人們還是相對比較安全的。大氣層會大大的削弱宇宙射線的能量。另外宇宙射線和大氣層摩擦所產生的一些物質也是非常細微的。

    在大氣層之外就需要做很好的防護了,因為在大氣層之外的宇宙射線的能量是很強大的,對人體會造成肉體和神經上的傷害。

  • 3 # 軍機處留級生

    宇宙射線是高能帶電粒子,起源於外層空間,以接近光速的速度傳播,從四面八方撞擊地球。大多數宇宙射線是原子核,從元素週期表中最輕到最重的元素都有。宇宙射線還包括高能電子、正電子和其他亞原子粒子。術語“宇宙射線”通常指銀河宇宙射線,它起源於太陽系以外的來源,分佈在我們銀河系中。然而,這個術語也包括空間中其他種類的高能粒子,包括與太陽高能事件相關的加速原子核和電子(稱為太陽高能粒子),以及行星際空間中加速的粒子。

    發現和早期研究:

    維克多·赫斯在1912年發現了宇宙射線,當時他發現驗電器在他乘氣球上升時放電更快。他將此歸因於從上方進入大氣層的輻射源,並於1936年因其發現獲得諾貝爾獎。一段時間以來,人們認為輻射本質上是電磁的(因此得名宇宙“射線”),一些教科書仍然錯誤地將宇宙射線作為電磁波譜的一部分。然而,在20世紀30年代,人們發現宇宙射線必須帶電,因為它們受到地球磁場的影響。 從20世紀30年代到50年代,在人造粒子加速器達到非常高的能量之前,宇宙射線作為高能物理研究的粒子來源,並導致包括正電子和μ子在內的亞原子粒子的發現。儘管這些應用仍在繼續,但自太空時代開始以來,宇宙射線研究的主要焦點一直指向天體物理學研究,包括宇宙射線的起源、它們如何加速到如此高的速度、它們在銀河系動力學中扮演什麼角色,以及它們的組成告訴我們太陽系以外的物質。為了直接測量宇宙射線,在宇宙射線被大氣減慢和分解之前,研究是透過航天器和高空氣球上的儀器進行的,使用的粒子探測器類似於核和高能物理實驗中使用的粒子探測器。

    宇宙射線能量和加速度:

    宇宙射線的能量通常以兆電子伏特的兆電子伏特(MeV)為單位測量,或者千兆電子伏特(GeV)為單位測量。(1電子伏特是當電子加速透過1伏特的電位差時獲得的能量)。大多數銀河宇宙射線的能量在100兆電子伏(相當於光速的43%質子的速度)和10兆電子伏(相當於光速的99.6%)之間。能量超過1千兆瓦的宇宙射線數量每增加10倍,就會減少約50倍。在很寬的能量範圍內,每米的粒子數2能量大於E(以GeV為單位)的每秒球面度近似由N(>E) = k(E + 1)給出-a,其中k ~ 5000每米2每秒球面度和大約1.6。迄今為止測量到的最高能量宇宙射線有10多條20電動汽車,相當於棒球以大約每小時100英里的速度運動的動能! 據信,大多數銀河宇宙射線的能量來自超新星爆炸,在我們銀河系大約每50年發生一次。要在數百萬年內保持觀測到的宇宙射線強度,需要超過1051典型超新星爆炸釋放的能量被轉換成宇宙射線。有相當多的證據表明,當這些爆炸產生的衝擊波穿過周圍的星際氣體時,宇宙射線會加速。宇宙射線(大約每釐米1電子伏特)對銀河系產生能量3)大約等於銀河系磁場和瀰漫在恆星間空間的氣體熱能。

    宇宙射線成分:

    宇宙射線基本上包括週期表中的所有元素; 大約89%的原子核是氫(質子),10%是氦,大約1%是重元素。常見的較重元素(如碳、氧、鎂、矽和鐵)的相對丰度與太陽系中的大致相同,但元素和同位素組成存在重要差異,這提供了銀河宇宙線起源和歷史的資訊。例如,當較重的宇宙射線如碳、氮和氧在與星際氣體碰撞時分裂成較輕的原子核時,產生了大量的稀有元素鋰、鈹和硼。同位素22氖也過量,表明宇宙射線和太陽系物質的核合成不同。電子約佔銀河宇宙射線的1%。不知道為什麼電子的加速效率明顯低於原子核。

    銀河系中的宇宙射線:

    因為宇宙射線是帶電的,它們被磁場偏轉,並且它們的方向是隨機的,因此不可能分辨它們的起源。然而,銀河系其他區域的宇宙射線可以透過它們產生的電磁輻射來追蹤。蟹狀星雲之類的超新星遺蹟被認為是宇宙射線的來源,宇宙射線電子在遺蹟的磁場中盤旋,發出無線電同步輻射。此外,對宇宙射線與星際氣體碰撞產生的高能(10兆電子伏- 1000兆電子伏)伽馬射線的觀測表明,大多數宇宙射線被限制在銀河系的圓盤內,大概是由它的磁場決定的。宇宙射線原子核的類似碰撞會產生較輕的核碎片,包括放射性同位素,例如10Be,半衰期為160萬年。測量的數量10在宇宙射線中意味著,平均而言,宇宙射線在逃逸到銀河間空間之前,在銀河系中停留大約1000萬年。

    高能宇宙射線:

    當高能宇宙射線與高層大氣中的原子發生碰撞時,它們會產生一連串的“次級”粒子,這些粒子會透過大氣層噴向地球表面。次級宇宙射線包括π介子(迅速衰變產生μ子、中微子和γ射線),以及μ子衰變和γ射線與大氣原子相互作用產生的電子和正電子。到達地球表面的粒子數量與撞擊高層大氣的宇宙射線的能量有關。能量超過10的宇宙射線14電動汽車是用分佈在許多平方公里的大型“空氣簇射”探測器陣列來研究的,這些探測器對產生的粒子進行取樣。空氣陣雨的頻率從大約每米100次不等2能量> 10的每年15電動汽車每公里只有1輛2超過10的能量每世紀20eV。宇宙射線相互作用產物,如中微子,也被放置在地下礦井深處或水下的大型探測器研究。 大多數到達地球表面的次級宇宙射線是μ子,平均強度約為每米1002每秒鐘。儘管每分鐘都有數千條宇宙射線穿過我們的身體,但由此產生的輻射水平相對較低,在海平面上,只相當於自然背景輻射的百分之幾。然而,宇宙射線在外層空間的強度更大,對宇航員來說是潛在的輻射危險,特別是當太陽活動時,行星際空間可能突然充滿太陽高能粒子。宇宙射線對太空中的電子儀器也是一種危害;強電離宇宙射線核的撞擊會導致計算機記憶體位“翻轉”或小型微電路失效。

    太陽系中的宇宙射線:

    就像宇宙射線被星際空間的磁場偏轉一樣,它們也受到嵌入太陽風中的星際磁場的影響(離子和電子的等離子體以大約400千米/秒的速度從日冕中吹出),因此很難到達太陽系內部。探索太陽系邊界的宇宙飛船發現銀河喜劇射線的強度隨著離太陽的距離而增加。隨著太陽活動在11年太陽週期中的變化,地球上宇宙射線的強度也在變化,與太陽黑子數成反比。 太陽也是宇宙射線原子核和電子的零星來源,它們被穿過日冕的衝擊波和太陽耀斑釋放的磁能加速。在這種情況下,空間中高能粒子的強度可以增加10倍2到10歲6幾個小時到幾天。這種太陽粒子事件在太陽週期的活躍階段更加頻繁。在太陽粒子事件中達到的最大能量通常是10到100兆電子伏,偶爾達到1兆電子伏(大約一年一次)到10兆電子伏(大約十年一次)。太陽能高能粒子可以用來測量太陽的元素和同位素組成,從而補充太陽能材料的光譜研究。

    宇宙射線的第三種成分,僅由那些難以電離的元素組成,包括氦、氮、氧、氖和氬,因其不尋常的成分而被命名為“異常宇宙射線”。異常宇宙射線源自電中性星際粒子,這些粒子進入太陽系時不受太陽風磁場的影響,被電離,然後在太陽風因衝入星際氣體而減速時形成的衝擊波下加速,目前認為這種現象發生在離太陽75到100 AU之間(一AU是太陽到地球的距離)。因此,旅行者1號宇宙飛船有可能在2007年達到100非盟,將有機會直接觀察宇宙射線加速的一個例子。

    宇宙射線對人類健康的影響:宇宙射線高能粒子在太空中快速傳播。它們無處不在,每秒鐘有幾十個撞擊你的身體。這些宇宙射線能量太低,除了一些基因突變之外,不會對健康造成任何嚴重影響,事實上宇宙射線是進化的驅動力之一。你的身體每年接收大約2.4毫西弗的宇宙射線輻射。

    相比之下,短時間內大約需要1西弗的輻射才能引起噁心,大約需要2-6西弗才能引起死亡。

    宇宙射線對健康的影響在海拔較高的地方發生變化,在那裡宇宙射線通量指數級增加到大約15公里(9英里),然後迅速下降。正因為如此,那些花大量時間在高海拔地區的人,比如航空公司飛行員、空姐和空軍試飛員經歷的宇宙射線的影響是地面人員的幾十倍。這仍然遠遠低於全國輻射防護和測量委員會建議的1-4 Sv職業限制。

    宇宙射線在地球大氣中的通量足夠低,暴露在外只會成為太空中的一個問題。 在距離地球表面350公里的國際空間站上,宇航員感受到的宇宙射線的影響比地面上的人多百倍。

    地球大氣層是如此有效的絕緣體,以至於幾乎沒有任何粒子能夠真正到達地面,人們所接觸到的大部分都是地球內部碰撞產生的二次輻射上層大氣。在空間站,宇航員暴露在初級輻射下。然而,人們已經在太空度過了一年多,沒有受到宇宙射線的不良影響,無限期的長期停留似乎是可能的。 最容易受到宇宙射線照射的人是在地球和月球之間或地球和其他行星之間旅行的人。地球主要被它的磁層一個巨大的磁場,從地球表面向各個方向延伸約70,000公里。離開磁氣圈,你就會暴露在銀河宇宙射線下——這是最強的射線之一——通常被地球的磁遮蔽所阻擋。

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