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中子辐射不像带电粒子辐射那样容易被吸收,这使得这种类型具有高度穿透性。 中子在核反应中被原子核吸收。 这通常产生二次辐射危害,因为吸收核转变为下一个较重的同位素,其中许多是不稳定的。宇宙辐射并不是一个常见的问题,因为地球的大气吸收它并且磁层起屏蔽作用,但它对和宇航员造成了问题。 频繁的飞行员也有轻的风险。 宇宙辐射是极高的能量,并且非常具有穿透力。
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。
这些测量需要主动检测系统,该系统允许选择仅在适当的轨道(高纬度)中获得的数据。 这一选择允许从数据中排除南大西洋异常(SAA)区域的贡献(SAA是Van Allen Belts靠近地球并捕获大量低能质子的区域,产生无关的辐射场与深空一体)。
国际空间站内的辐射通量变化主要是由于i)太阳周期引起的银河宇宙线(GCR)的调制; ii)由于地球磁场内的ISS位置而导致的GCR调制; iii)太阳日冕物质抛射(CME)和耀斑等外部事件。 此外,国际空间站的船体和设备(通常在国际空间站内移动,在不同地点)表现为具有可变密度和厚度的外部辐射的屏蔽,并且必须予以考虑。 为了在考虑这种辐射通量变化的情况下测量屏蔽效能,因此需要在探测器上使用和不使用屏蔽材料的同时测量。
蒙特卡洛模拟和地面测试,以及太空中的 次初步测试,已在近期的3,4,5,6中对Kevlar进行了测试。 这些工作显示出良好的辐射屏蔽效果,可与聚乙烯相媲美。 高度氢化的材料在空间1中作为辐射屏蔽具有 性能,因为它们可以防止可以增强剂量的核碎裂过程。 聚乙烯目前被认为是兼具高水平氢化,易于处理和加工以及可承受的成本的材料。 它通常被作为比较其他材料屏蔽效能的基准。 因此,凯夫拉尔是一个非常好的候选者,考虑到它对冲击的抵抗力(对碎片屏蔽很重要)。 此外,作为织物可用,它可以很容易地适应其他目的,例如在栖息地的某些特定位置(例如在船员区)中的额外车辆活动(EVA)套装或“额外”屏蔽。
在本文中,我们展示了在ALTEA-shield项目期间在ISS中进行的测量结果,用于研究聚乙烯和Kevlar的屏蔽效果。 已经使用了ALTEA系统7的三个检测器。 这些有源探测器能够将辐射测量值与ISS位置合并。 因此,可以在轨道中选择能模拟深空环境中预期辐射的测量8 。 此外,由于三个探测器相同,它们适合同时使用:一个用于非屏蔽基线,另外两个用两种不同量的与屏蔽相同的材料测量辐射。
什么是有效的CBRN辐射防护?处理核事件或放射性事件后果的专业人员需要个人保护。 任何CBRN 辐射防护解决方案都可以 - 或者应该能够 - 保护工人免受伽马辐射的破坏性影响。 但与其他许多事情一样,你如何处理保护是关键。 许多被提倡保护的解决方案效率低,重量大,无法阻挡与核或辐射事件有关的辐射,因为它们无法为身体脆弱的部位提供足够的保护。 凭借我们的解决方案 - 360 Gamma辐射防护罩 - 人员配备了智能屏蔽,可为身体敏感的部位提供聚焦保护,免受伽马辐射。
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