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中子屏蔽，铅对于阻挡中子辐射是非常无效的，因为中子是不带电的并且可以简单地穿过致密材料。 由低原子序数元素组成的材料优选用于阻止这种类型的辐射，因为它们具有形成将与中子相互作用的横截面的更高概率。 氢和氢基材料非常适合这项任务。 除了相对便宜的屏蔽物质之外，具有高浓度氢原子的化合物，例如水，形成有效的中子屏障。 然而，低密度材料在阻挡中子时会发射伽马射线，这意味着当中子辐射屏蔽包含高和低原子序数元素时，它们是有效的。 低密度材料可以通过弹性散射分散中子，而高密度区段阻挡随后的具有非弹性散射的伽马射线。
19.作为辐射屏蔽的材料有效性的研究和优化是人类太空探索的必要步骤。 被动辐射屏蔽是整个辐射对抗包中重要的元素之一。船员永远不会直接暴露于太空辐射; 他们将在一些避难所（航天器，“基地”）或EVA（额外车辆活动）套装内。 因此，在寻求辐射对抗的综合解决方案时，理解材料的辐射屏蔽特征是朝向优化遮蔽物和套装结构的重要步骤。
通常使用蒙特卡罗模拟，然后在地面上，使用粒子加速器和已知在空间中丰富的许多特定离子，后在太空中测试材料的辐射屏蔽效率。高度氢化的材料作为辐射屏蔽效果佳。 聚乙烯现在被视为融合高水平氢化，易于处理和加工以及可承受的成本的材料，并且它通常被称为比较其他材料的有效性的一种“标准”。近表现出非常有趣的辐射屏蔽特性，并且还已知它具有对碎片屏蔽的重要特性，并且可以用于例如太空服。我们在2012年6月8日至2012年11月13日期间在哥伦布的Express Rack 3中使用ALTEA系统的三个探测器[ 1-3 ]在ISS中测量了聚乙烯和凯夫拉
被动辐射屏蔽是设计综合解决方案的必要元素，以减轻长距离航行期间人类探索的辐射影响。 因此，理解和利用适合于太空飞行中的辐射屏蔽的材料的特性是重要的。 我们在这里介绍了 次空间测试结果，包括Kevlar和聚乙烯辐射屏蔽功能，包括直接测量背景基线（无屏蔽）。 在ALTEA-shield ESA赞助计划期间，在国际空间站（哥伦布模数）上进行测量。 这种材料的屏蔽能力首次在类似于深空环境的辐射环境中进行了测试，这得益于ALTEA系统的特点，该系统只允许选择国际空间站的高纬度轨道。 聚乙烯广泛用于空间辐射屏蔽，因此它是用于比较研究的优良基准材料。 在这项工作中，我们表明Kevlar具有与聚乙烯相当的辐射屏蔽性能，剂量率降低32±2％，剂量当量率降低55±4％（对于10 g / cm 2的屏蔽）。减轻辐射风险是人类探索深空的重要问题之一1 。 深空栖息地的辐射由银河宇宙线（GCR），与太阳活动相关的辐射，如太阳粒子事件（SPE），以及GCR和SPE与空间栖息地相互作用产生的二次辐射组成。船体和/或其他介入材料（如航天服或实验架）。 因此，了解材料的辐射屏蔽特征是朝向空间辐射对抗的集成解决方案迈出的重要一步，其中被动屏蔽将起主要作用。
这些研究的目标是将机组人员的辐射风险降低到合理可行的低水平（ALARA），直至空间辐射暴露风险与地球辐射风险相当的理想情况，不影响允许的任务持续时间。 由于这一目标仍然无法使用现有技术，未来的任务计划会考虑“额外的”辐射风险，这必须低于某个预先设定的阈值。对空间任务中使用的给定材料的辐射屏蔽性能的研究通常遵循三个主要步骤。 首先，通过蒙特卡罗模拟验证材料的屏蔽能力。 如果结果是有希望的，那么可以通过粒子加速器设备中的离子辐射来评估材料特性。 在这些测试中使用的离子预计是太空中丰富的离子。 ，仅对在前两个步骤中显示出 特性的材料进行空间表征。
低纬地球轨道（LEO）在高纬度地区的测量允许研究类似于深空轨道的辐射场，并使用正确的离子光谱来评估作为辐射屏蔽的材料特性。 然而，这些测量比基于地面的测量要求更多资源。 出于这个原因，他们需要对地面材料进行的初步表征（如上所述），并明确指出该材料确实是一个很有前景的候选材料。国际空间站（ISS）是这些空间辐射材料响应测试的 实验室。 即使在地球磁场的保护范围内，高纬度地区国际空间站内辐射环境的光谱也是外层空间辐射光谱2接近的可用复制品。
电磁辐射电磁辐射由电磁波的发射组成，其特性取决于波长 。X射线和γ射线好被重核 原子吸收; 核越重，吸收越好。 在一些特殊应用中，使用贫化铀或钍 [21] ，但铅更常见; 通常需要几厘米。 硫酸钡也用于某些应用中。 但是，当成本很重要时，几乎可以使用任何材料，但它必须更厚。 大多数核反应堆使用厚的混凝土防护罩来制造一个生物防护罩，内部有一层薄薄的水冷铅层，以保护多孔混凝土免受内部冷却剂的影响。 混凝土也用重骨料制成，如Baryte或MagnaDense（磁铁矿），以帮助混凝土的屏蔽性能。 伽马射线被具有高原子序数和高密度的材料更好地吸收，尽管与伽马射线路径中每个区域的总质量相比，这两种效应都不重要。
紫外线 （UV）辐射在其短波长内电离，但不会穿透，因此可以通过薄的不透明层（如防晒霜 ，衣服和防护眼镜）进行屏蔽。 防紫外线比上述其他形式的辐射更简单，因此通常单独考虑。在某些情况下，当辐射与屏蔽材料相互作用并产生更容易吸收生物体的二次辐射时，不正确的屏蔽实际上会使情况变得更糟。 例如，尽管高原子序数材料在屏蔽光子方面非常有效，但是使用它们来屏蔽β粒子可能会由于bre致辐射 X射线的产生而导致更高的辐射暴露，因此使用低原子序数的材料。 而且，使用具有高中子活化 横截面的材料来屏蔽中子将导致屏蔽材料本身变得具有放射性，因此比不存在时更危险。
外部穿透辐射，已经存在许多针对诸如X射线的低能量辐射暴露的解决方案。 例如， 铅围裙可以保护患者和临床医生免受日常体检的潜在有害辐射影响。 保体的大表面区域免受较低能量辐射的辐射是非常可行的，因为需要非常少的屏蔽材料来提供必要的保护。由于适当保护整个身体所需的大量屏蔽材料将使功能运动几乎不可能，因此很难实现对诸如伽马辐射之类的更高能辐射的个人屏蔽。 为此，对放射敏感的内脏器官进行部分身体屏蔽是可行的保护策略。
