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星际物质指分布于星际空间中极稀薄的气体和极少量的尘埃，并被视为形成新星的物质。它代表着宇宙中极少遭受分馏的物质，是确定元素宇宙丰度最有前景的研究对象。然而遗憾的是，这种物质的总成分至少在当前是无法进行定量分析的。

在地球轨道附近的行星空间中，1 cm3中约含有五个正离子（绝大部分为质子）和五个电子以及氦、碳、氮、氧和重元素的核等。行星际空间还充斥着来自银河系空间的太阳风及行星等的电磁波。

宇宙射线是来自宇宙空间的高强粒子，主要由质子、α粒子、其他较重元素的原子核以及电子、中微子和高能光子（X射线和γ射线）组成。其中质子约占87%，α粒子约占12%，其余为Li、Be、B和C、N、O的原子核及少量的重原子核。宇宙射线粒子的平均能量为1010eV，已探测到的最高能量达到1020eV。

表1.7 太阳大气丰度数据（单位：原子数/1012 H原子）来源:https://488wan.com/cshi/202501-242.html

宇宙射线粒子进入地球大气后，与大气中的原子发生作用，能量逐渐耗失。一般将与大气作用前的宇宙射线称为初级宇宙线，把作用后的粒子及作用中产生的各种粒子称为次级宇宙线来源:https://aiyou168.com/bkjj/202412-72.html。宇宙射线随着与大气中原子的作用，不断改变其能量与成分：在大气层上部主要成分是核子；在5～17 km高处的大气层中主要是正、负电子和光子；大气层下部主要是次级粒子衰变产生的高能μ介子。

研究表明，太阳、陨石、地球和月球样品中的同位素组成是一致的，太阳系诸天体都是同位素组成均一的太阳星云的凝聚产物。近十年来的研究表明，陨石中同位素组成有时出现异常，可能与太阳星云凝聚时有超新星爆发的外来物质加入有关。

宇宙射线最大能量是多少Gev

(一)环境放射性辐射源

人类生存环境中的放射性辐射主要来源是天然辐射和人工辐射。天然辐射源中有宇宙射线和岩石中天然放射性核素产生的核辐射。

1.宇宙射线的辐射

来自星际空间的宇宙射线,其主要成分是高能质子,能谱宽度1～1014MeV,主要为300 MeV左右。其组成中约10%的4He离子及少量重粒子、电子、光子、中微子。它们进入大气层后,通过高能散裂反应(宇宙射线进入大气后与空气物质的原子核发生作用,生成π介子和μ介子及质子、中子、γ射线的过程),产生大量次级粒子(强子、轻子、光子),是引起照射剂量的主要成分。

太阳是一个热核反应体,正常期间发射低能粒子；但在磁场扰动下能产生高能粒子,能量大约为1～100MeV。在这期间,太阳粒子的照射量率可能超过宇宙射线的照射量率；但大部分太阳粒子不能穿过地球磁场,对低层大气几乎没有影响。

由于地球磁场作用,约束宇宙射线中的电子和质子围绕地球运行,在10～50km高空形成两个辐射带。在20km以内的称内辐射带,主要是能量为几百兆电子伏特以下的质子,照射量率峰值在40MeV附近(在10km高空)来源:https://488wan.com/bkjj/202412-78.html。在20km高空以外的称外辐射带,主要是高能电子和少量α粒子及0.1～0.5MeV能量的质子。这样高度的辐射带对航天飞行有较大影响。要适应太空真空和强辐射的影响,就需要有一定的保护措施,所以用于太空行走的宇航服有20kg的质量。

宇宙射线照射对人类造成的剂量,与海拔、纬度和建筑物屏蔽体有关。海平面上空大气中宇宙射线的直接电离成分(带电粒子)的平均电离值约为2.1粒子对/(cm3·s),空气中形成一对粒子需要能量为33.85eV,则相应的空气吸收剂量率为3.2×10－8nGy/h。在太阳活动高峰期,海拔10km处,空气吸收剂量率降低10%左右；在海平面上也有变化。中子成分对地面部分所致剂量率比较低。由于地磁场的作用,致使宇宙射线中带电粒子穿越大气受到影响,到达两极的多于赤道地区来源:https://aiyou168.com/cshi/202501-153.html。

建筑物对宇宙射线的屏蔽作用与材质有关。木板房对带电粒子的屏蔽因子为0.96,混凝土建筑为0.42,对中子屏蔽不明显。

根据纬度和高度估算,宇宙射线在地平面上产生的人口加权平均年有效剂量率为380μSv。

2.宇宙射线产生的放射性核素

宇宙射线与地球物质作用的各种核反应所生成的物质见表7-1。

表7-1 宇宙射线产生的放射性核素

如表7-1所示,目前能够探测到的宇宙射线产生的放射性核素有10余种,主要存在于大气、生物体和地表层物质中。因此,这些放射性核素一直是用来考古和地表物理作用以及环境变化的示踪和确定年代的有效工具。如14C用于考古；7Be用于研究太阳暴；10Be和26Al用于地表岩石的暴露史、侵蚀速率、冰碛物年龄、陨坑年龄和断层活动史、河流下切基岩抬升速度等。

宇宙射线对人类照射剂量贡献显著的有3H、7Be、14C和22Na,主要是通过食物链进入人体,形成内照射,估算的年剂量如表7-2所示。

表7-2 成人年食入放射性物质量及有效剂量

由表7-2可见,人体摄入的放射性物质的量总计为12.2μSv/a,而且以14C为主来源:https://488wan.com/cshi/202501-176.html。由于宇宙射线产生14C的速率与14C衰变消耗的速率相当,故自然界的14C的量是一定的(约占C总量的1.2×10－10%)。人类在摄入有机物的同时也把14C摄入体内,由于人体生存期间不断地与自然界进行着物质交换,所以人在活着的时候,体内的14C保持一定的比例；而人一旦死亡,体内的14C不再得到补充,则体内原有的14C就要按照指数规律衰变减少,故精确测定死亡人类的遗骸中的14C就可以计算出他的死亡时间。这就是14C用于测量死亡时间的基本原理。

利用14C测定生物成因的碳酸盐岩的生成时代和使用87Rb－87Sr法测量花岗岩的侵入年龄及变质年龄的原理都是相似的。

3.地表天然放射性核素的辐射来源:https://488wan.com/cshi/202412-11.html

地表天然放射性核素主要是铀系、钍系和锕铀系(表1-1,表1-2,表1-3),以及40K、 、 等。

天然放射性核素在自然界分布广泛,岩石、土壤、水体、大气以及生物体内部都有不同的含量。近几十年来世界许多国家分别进行了陆地γ空气吸收剂量率测量。主要根据铀(镭)、钍、钾在土壤中的比活度(Bq/kg)计算γ射线的空气吸收剂量率。

根据地表土壤中主要天然核素的比活度,可以计算1m高处空气吸收剂量率。经计算,中国的平均剂量率为72nGy/h,美国为55nGy/h来源:https://488wan.com/cshi/202501-173.html。

钾是生命必需的元素,40K可以经食物链进入人体。受人体平衡机制的调节,有严格的量的控制。成人每千克体重含钾量1.8g；40K占钾总量的0.0119%,则成人体内40K的平均活度为55Bq/kg,造成内照射的有效剂量为165μSv(儿童为185μSv)。

238U和232Th也可以通过食物进入人体,但其数量很少,总计年有效剂量不超过10μSv。来源:https://www.dbssx.com/zhishi/202412-100.html

氡(222Rn+220Rn)为惰性气体,容易被人吸入；被吸入后沉积在呼吸道内,对支气管上皮造成照射。对人造成的内照射剂量,主要来自短寿命子体。相比之下,氡子体造成的剂量要大得多。

在正常情况下,人体自身的40K、14C及人体食入和吸入的放射性物质,在人体自身强大的代偿功能下不会对人体造成伤害。只要避免误食强放射性物质就可避免造成人体的损伤。来源:https://aiyou168.com/xwzx/202412-33.html

4.矿产开采和选冶

矿产开采中,除了铀矿之外,煤、石油、磷灰石和地热都是放射性元素含量较高的矿产。矿产开采破坏了放射性元素的自然循环和迁移,加大了人和生物的照射剂量。

煤燃烧后的煤渣和烟尘含有放射性物质。据测算,煤引起的全球人均年剂量约为8μSv。

磷酸盐矿物是化肥原料。一般来说,磷酸盐都或多或少含有铀元素,如巴西的Santa Quiteria磷矿含磷储量7.95×107t,含铀约8.9×106t,铀品位0.0998%来源:https://www.aiyou168.com/cshi/202501-224.html。一般磷肥中238U和226Ra的比活度平均为4000Bq/kg和1000Bq/kg(P2O5),对全球人均造成剂量为2μSv。

铀矿开采产生的废石、废渣、尾矿、废水,造成放射性核素大量析出。铀矿地浸开采,虽然免除了矿石外露,其最大污染是废水溶解的放射性物质进入地下水,也可以进入人体。

建筑材料中放射性核素含量较高的花岗岩和蚀变黏土制成的地砖等大量进入城市和家庭,也会对人体造成伤害。特别是花岗岩放射性更强,由花岗岩制成的地板砖以其漂亮的花纹图案和颜色被人们大量地用于装修,甚至用于室内地板,都将成为潜在的危害。因此从环保的角度上来说,建议采用含放射性物质很低的大理岩板材装修室内,但大理岩抗风化能力弱,装修时间较长后其表面的光亮会褪去,故不为人们所接受。

5.人工放射性辐射

人工放射性核素污染来源于核武器实验、核能生产反应堆运行、固体核废物处置和放射性同位素应用与核事故等。

核爆炸试验的能量主要是235U和239Pu的链式裂变反应及氘、氚的聚合反应。大气核爆炸后的裂变产物经高温气化,上升扩散；其中的气态物质迅速冷凝成各种气溶胶颗粒,这种颗粒具有很高的放射性比活度。大颗粒在几百千米范围内沉降；较小颗粒在空气中停留较长时间后在更大的范围内沉降；更小的颗粒进入对流层随大气环流,在同一半球同一纬度范围内沉降；微小的颗粒在世界范围内沉降来源:https://www.aiyou168.com/cshi/202412-98.html。

核爆炸所形成的高放射性物质的扩散是对全人类最大的伤害,这种伤害远大于各种自然伤害的总和。因此,全面禁止在空气中和地下进行核试验,势在必行。世界所有核大国共同签署的“全面禁止军用核试验”和“核不扩散条约”已经执行,我国也是这两大条约的签约国,也在履行自己的职责。

(二)放射性辐射对人的危害来源:https://www.aiyou168.com/cshi/202501-173.html

放射性辐射对人类健康的危害,是在人类不断利用各种放射性辐射的过程中逐渐认识的。1895年伦琴发现X射线,第二年就报告操作人员皮肤损伤96例；居里夫人发现镭,因手持镭的容器,使手指受到烧伤,后来转变为皮肤癌。德国和捷克界山两边相隔30km各有一个多金属矿床,分别于1410年和1516年开始采矿。1597年开始报道矿工多死于肺部疾病,1926年后确定为肺癌。矿井氡浓度达13.32～660Bq/L,是后来矿井规定标准的3.6～180倍。

随着核辐射源和核能的广泛应用,在为人类造福的同时,也使人类接触各种射线的机会明显增加,这些人员中有专门从事放射性专业的专职人员,也有其他行业的非专职人员。

射线对健康肌体的危害,主要是射线在肌体内的电离和激发作用,它能引起细胞或组织中的原子和分子发生变化。它主要是通过对DNA分子作用,使细胞受到损伤,危害健康；也可能因生殖细胞受损而产生遗传效应。

集中的高水平照射,超过一定剂量水平之后必然会产生发病效应。即一次大剂量放射性照射,必然引起病变,甚至死亡,这是确定无疑的。也可以是照射剂量水平虽然不高,但剂量积累也不能避免受损随机效应产生。也就是说,生活环境的放射性照射剂量不高,不足以杀死细胞,但可能引起变异。如果照射剂量很小,不会超过人体自身的生长和恢复能力,应当认为是安全的,并无证据证明在低剂量下一定会致病。来源:https://488wan.com/cshi/202412-14.html

宇宙射线自于宇宙具相能量带电粒流总称同粒同穿透力

研究发现数 宇宙射线单纯质（氢原核）少量氦原核（α粒）极少量电离状态重元素其亚原粒电、μ介π介些γ射线超高能微

宇宙空间宇宙射线密度能量值都非高没防护航行行星际空间太空船宇航员造非严重安全威胁球宇宙射线威胁层厚厚气层保护着我

绝数宇宙射线都气层阻挡达面几乎所外高能宇宙线除微外穿气层都要与气氧、氮等原核发碰撞并转化级宇宙线粒级粒部足够能量产代粒产庞粒群现象1938由奥吉尔阿尔卑斯山观测发现并取名广延气簇射广延气簇射程能量低于10^14电伏特粒难达3000米低空并且距面2万米高度强度强球高层气电离层形气层臭氧层形于宇宙射线

关于些射线穿透力α粒需要张薄薄纸阻挡所面没α粒质穿透力随携带能量同同高能质则强穿透性例10MeV质需要0.06厘米铝实现完全防护100MeV则需要3.7厘米厚铝1000MeV则需要150厘米厚铝气层防护高能质面重元素粒其亚原高空与气碰撞衰变其粒同损失能量即使能达面体害至于微基本受阻挡穿越体甚至球且损失能量再微体害

宇宙射线于强烈至于影响气层本身些麻烦科家猜测球历史物灭绝事件其些能与宇宙射线爆发关

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