宇宙射线电离成分随海拔变化规律研究
不同辐射监测仪器对宇宙射线响应值的测量
不同辐射监测仪器对宇宙射线响应值的测量摘要：根据《环境辐射剂量率测量技术规范》（HJ 1157—2021）在进行环境辐射剂量率测量时，应扣除仪器对宇宙射线的响应部分。
本文使用2种辐射监测设备BH3103B型便携式X-γ剂量率仪和AT1123型X、γ辐射剂量当量率仪，通过对相同条件下的宇宙射线响应值的测量，再选取固定地点采用扣除宇宙射线的方法进行验证监测对比，从而得出不同辐射监测设备对宇宙射线响应的差异，为以后环境辐射剂量率监测过程中扣除宇宙射线的响应部分提供数据支持。
关键词：环境；辐射剂量率监测；辐射监测仪器；宇宙射线响应值；对比用于环境辐射剂量率监测的常用探测器有：电离室、闪烁探测器、具有能量补偿的G-M计数管和半导体探测器等[1]，本监测实验使用的2种辐射监测设备：BH3103B型便携式X-γ剂量率仪和AT1123型X、γ辐射剂量当量率仪均为闪烁探测器。
在正常的天然辐射环境中，宇宙射线是天然辐射环境本底的主要组成部分，约占天然辐射环境本底外照射剂量率的40%[2]。
宇宙射线的大小会随着海拔高度和地磁纬度的变化而变化，同时还会受到太阳活动周期的影响[3]。
而不同的仪器对宇宙射线的响应不同。
通过不同辐射监测仪器对宇宙射线响应值的监测，得到不同监测设备在同一监测条件下对宇宙射线的响应值，在以后环境监测工作中便可以通过计算扣除该监测仪器相应的宇宙射线响应值，使不同仪器的监测数据更具有可比性、科学性和准确性。
一．监测仪器本次监测实验各选取2台BH3103B型便携式X-γ剂量率仪和AT1123型X、γ辐射剂量当量率仪，其技术参数如表1：表1-1：监测仪器参数表检定证书编号检定字第2021-24号检定字第2021-19号检定字第2020-70号检定字第2020-72号检定日期2021年04月08日2021年03月26日2020年09月12日2020年09月12日有效日期2022年04月07日2022年03月25日2021年09月11日2021年09月11日校准因子1.00 1.010.860.93注：本次监测实验的监测时间均在表1-1中仪器检定证书的有效日期内进行。
高海拔地区晶闸管宇宙射线失效等效加速试验研究
高海拔地区晶闸管宇宙射线失效等效加速试验研究李尧圣;张进;陈中圆;李金元;王忠明;刘杰;梁红胜;彭超【期刊名称】《中国电机工程学报》【年(卷),期】2024(44)2【摘要】大气环境中的高能中子、γ射线和电磁脉冲以及空间辐射环境中的高能电子和质子等,都能造成半导体材料性质变化和器件性能蜕变以至失效,而在大气层内宇宙射线引起功率器件失效的主要原因是高能中子导致的单粒子烧毁(single event burnout,SEB)。
白鹤滩—江苏±800 kV特高压直流输电工程布拖换流站位于北纬27°,东经102°,海拔2500 m。
中子通量是水平面4倍以上,将导致器件的失效率大幅上升。
为验证工程中8.5 kV晶闸管在额定条件下的失效率不超过100FIT,该文采用200 MeV质子源进行辐照加速试验,根据当地大气中子通量核算中子总注量,对比研究不同电压、温度对晶闸管失效率的影响规律,试验结果给出晶闸管在高海拔地区宇宙射线SEB平均失效率,为换流阀中晶闸管工作电压设计提供依据。
【总页数】10页(P682-690)【作者】李尧圣;张进;陈中圆;李金元;王忠明;刘杰;梁红胜;彭超【作者单位】北京智慧能源研究院;国家电网有限公司;强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所);电子元器件可靠性物理及其应用技术重点实验室(工业和信息化部电子第五研究所)【正文语种】中文【中图分类】TM85【相关文献】1.基于疲劳累积损伤等效理论的PCB板振动加速试验研究2.固体推进剂装药低温应力等效加速试验方法研究3.硅橡胶自然环境加速试验方法与自然环境试验方法等效性研究4.稻城高海拔宇宙射线观测站场区水文地质条件及截排水方案对比5.基于损伤等效的拖拉机机罩频域振动疲劳加速试验研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电离层对高频电波传播的影响研究
电离层对高频电波传播的影响研究1. 本文概述本文旨在深入研究电离层对高频电波传播的影响。
电离层，作为地球大气层的一部分，由太阳紫外线、射线和太阳风等太阳活动引起的气体电离形成。
这一区域的存在对高频电波（如无线电波、微波等）的传播特性具有显著影响，尤其在无线通信、雷达探测、卫星通信等领域具有广泛的应用价值。
本文将首先介绍电离层的基本结构和特性，包括其形成机制、电子密度分布、以及在不同时间和地点的变化规律。
接着，本文将重点分析电离层对高频电波传播的主要影响，包括信号衰减、折射、散射等现象，以及这些现象对电波传播路径、传播速度和信号质量的影响。
本文还将探讨电离层变化对高频电波传播的影响，包括电离层扰动、电离层暴等极端天气事件对电波传播的影响，以及这些影响对无线通信、雷达探测等实际应用的影响。
2. 电离层特性及其动态变化电离层，也称为电离层或电离大气层，是地球大气层的一部分，其中气体分子和原子因太阳紫外线、射线和太阳风等太阳活动的影响而被电离。
这层电离的大气对高频电波传播有着重要的影响。
电离层的主要特性包括其电子密度、离子密度、温度、压力和高度等。
电子密度是决定电离层对电波吸收和折射性质的关键因素。
电离层的电子密度会随着时间、地理位置、太阳活动等因素的变化而变化，这种变化对高频电波的传播特性有着直接的影响。
电离层的动态变化主要包括昼夜变化、季节变化、太阳活动周期变化等。
昼夜变化是由于太阳照射引起的电离层电子密度的日变化和夜变化。
季节变化则是由于地球围绕太阳旋转，导致不同地区在不同季节受到太阳照射的影响不同，从而影响电离层的电子密度。
太阳活动周期变化则是指太阳活动的强弱对电离层的影响，通常在太阳活动高峰期，电离层的电子密度会增加，对电波传播的影响也会增强。
电离层的动态变化不仅会影响高频电波的传播路径，还会引起电波的衰减、折射、散射等现象。
例如，电离层中的电子会对电波产生吸收作用，导致电波能量衰减电离层中的电子密度梯度会导致电波发生折射，改变电波的传播方向电离层中的不规则结构则会引起电波的散射，使电波的能量分布更广。
宇宙射线
赫斯的发现引起了人们的极大兴趣，从那时开始，科学界对宇宙射线的各种效应和起源问题进行了广泛的研究。最初，这种辐射被称为“赫斯辐射”，后来被正式命名为“宇宙射线”。当时，许多物理学家怀疑赫斯的测量，并认为这种大气电离作用不是来自太空，而是起因于地球物理现象，例如组成地壳的某种物质发出的放射性。现在认为，宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流的总称。
那时，由于地球质量还不够大，还缺乏足够的引力将大气吸住，又有强烈的太阳风（是太阳因高温膨胀而不断向外抛出的粒子流，在太阳附近的速度约为每秒350～450公里），所以以氢、氦为主的第一代大气很快就被吹到宇宙空间。地球在继续旋转和聚集的过程中，由于本身的凝聚收缩和内部放射性物质（如铀、钍等）的蜕变生热，原始地球不断增温，其内部甚至达到炽热的程度。于是重物质就沉向内部，形成地核和地幔，较轻的物质则分布在表面，形成地壳。
1914年，德国物理学家柯尔霍斯特（Werner Kolhorster，1887-1946）将气球升至9300米，游离电流竟比海平面大50倍，确证了赫斯的判断。
奥地利物理学家赫斯(Victor Franz Hess,1883-1964)是一位气球飞行的业余爱好者。他设计了一套装置，将密闭的电离室吊在气球下，电离室的壁厚足以抗一个大气压的压差。他乘坐气球，将高压电离室带到高空，静电计的指示经过温度补偿直接进行记录。他一共制作了十只侦察气球，每只都装载有2～3台能同时工作的电离室。
在广延大气簇射过程中，能量低于10的14次方电子伏特的粒子很难到达3000米以下的低空，而是在4000米处超高能粒子群发展到极大。由于西藏羊八井地处海拔4300米，终年无积雪，地势平坦开阔，在能源、交通及生活上都具有便利条件，科研人员可在此进行长年不间断观测。 以羊八井的闪烁体探测器为例，当粒子穿过闪烁体时在其中损失能量使闪烁体发生荧光，这一束闪光经过光阴极转换和光电倍增管放大后变为一个电脉冲信号。这个信号经过电缆被送到电子学记录系统，由磁带进行全年不间断记录。同时我们可以想到，如果我们在单位面积上安装的闪烁体越多、密度越大；所接收的射线粒子也越多，记录就更精密。除闪烁体探测器以外，羊八井站建成的宇宙射线采集方式还有：80平米乳胶室和地方性簇射探测器；中子堆中中子望远镜；试验型50平米RPC地毯式探测器。
电离层环境及其影响
电离层环境及其影响摘要：电离层是指位于地面约60km至1000km处的被电离了的大气层。
电子密度的不均匀分布是电离层的重要特性之一，这种不均匀的密度分布的尺度为数米一数十公里量级，亦称为电离层不规则结构。
电离层不规则结构会引起卫星电波闪烁，从而导致数据通信线路、广播、测距信号等的一时中断或质量劣化。
太阳事件、地磁活动等会引起电离层电子密度的增大，电子密度增大将导致信号延迟增大，从而影响导航定位精度。
关键字：电离层卫星导航飞行器1引言电离层（Ionosphere）是地球大气的一个电离区域（如图1所示）。
60千米以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态，电离层是部分电离的大气区域，完全电离的大气区域称磁层。
也有人把整个电离的大气称为电离层，这样就把磁层看作电离层的一部分。
电离层从离地面约50公里开始一直伸展到约1000公里高度的地球高层大气空域，其中存在相当多的自由电子和离子，能使无线电波改变传播速度，发生折射、反射和散射，产生极化面的旋转并受到不同程度的吸收[1]。
图1 电离层位置示意图2电离层环境大气的电离主要是太阳辐射中紫外线和X射线所致。
此外，太阳高能带电粒子和银河宇宙射线也起相当电离层知识的拓宽重要的作用。
地球高层大气的分子和原子，在太阳紫外线、Χ射线和高能粒子的作用下电离，产生自由电子和正、负离子，形成等离子体区域即电离层。
电离层从宏观上呈现中性。
电离层的变化，主要表现为电子密度随时间的变化。
而电子密度达到平衡的条件，主要取决于电子生成率和电子消失率。
表1列出了电离层的一些基本参数。
表1电离层基本参量数据[2]太阳辐射对不同高度不同成分的空气分子电离，根据电子浓度的变化，电离层也可分成几个区域（如图2所示），即D层（60~90km）、E 层（90~140km）、F1层(140~200km)F2层(200~1000km或2000km)和外电离层（F2层以上）[3]。
图2 电离层结构图D层是电离层最低的一层，离地球表面50至100公里。
电离层——精选推荐
电离层电离层dianliceng电离层ionosphere从离地⾯约50公⾥开始⼀直伸展到约1000公⾥⾼度的地球⾼层⼤⽓空域，其中存在相当多的⾃由电⼦和离⼦，能使⽆线电波改变传播速度，发⽣折射、反射和散射，产⽣极化⾯的旋转并受到不同程度的吸收。
⼤⽓的电离主要是太阳辐射中紫外线和X射线所致。
此外，太阳⾼能带电粒⼦和银河宇宙射线也起相当重要的作⽤。
太阳辐射使部分中性分⼦和原⼦电离为⾃由电⼦和正离⼦，它在⼤⽓中穿透越深，强度（产⽣电离的能⼒）越趋减弱，⽽⼤⽓密度逐渐增加,于是,在某⼀⾼度上出现电离的极⼤值。
⼤⽓不同成分，如分⼦氧、原⼦氧和分⼦氮等，在空间的分布是不均匀的。
它们为不同波段的辐射所电离,形成各⾃的极值区,从⽽导致电离层的层状结构。
在电离作⽤产⽣⾃由电⼦的同时，电⼦和正离⼦之间碰撞复合，以及电⼦附着在中性分⼦和原⼦上，会引起⾃由电⼦的消失。
⼤⽓各风系的运动、极化电场的存在、外来带电粒⼦不时⼊侵，以及⽓体本⾝的扩散等因素，引起⾃由电⼦的迁移。
电离层内任⼀点上的电⼦密度，决定于上述⾃由电⼦的产⽣、消失和迁移三种效应。
在不同区域，三者的相对作⽤和各⾃的具体作⽤⽅式也⼤有差异。
在55公⾥⾼度以下的区域中，⼤⽓相对稠密，碰撞频繁，⾃由电⼦消失很快，⽓体保持不导电性质。
在电离层顶部，⼤⽓异常稀薄，电离的迁移运动主要受地球磁场的控制，称为磁层。
电离层的主要特性，由电⼦密度、电⼦温度、碰撞频率、离⼦密度、离⼦温度和离⼦成分等基本参数来表⽰。
研究概况 1902年，O.亥维赛和A.E.肯内利为了解释⽆线电信号跨越⼤西洋传播这⼀实验事实，提出了⾼空存在能反射⽆线电波的“导电层”的假设，当时称为肯内利-亥维赛层。
1925年，和M.A.F.巴尼特⽤地波和天波⼲涉法最先证明了电离层的存在。
次年，和M.A.图夫⽤⼀部雏型雷达测量了⽆线电脉冲从电离层垂直反射的时间，验证了上述结论。
随着对电离层及其对电波传播影响的深⼊了解，30年代初，S.查普曼提出电离层形成的简单理论（查普曼层理论）。
辐射防护模拟考试题含参考答案
辐射防护模拟考试题含参考答案一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、个人剂量限值一般()天然辐射照射剂量。
A、等同B、小于C、不包括D、包括正确答案：C2、在室外、野外使用放射性同位素与射线装置的,应当按照国家安全和防护标准的要求划出()区域,设置明显的放射性标志,必要时设专人警戒,A、监督B、控制C、无人D、安全防护。
正确答案：D3、()对已获得豁免备案证明文件的活动或者活动中的射线装置、放射源或者非密封放射性物质定期公告(2分)A、公安部B、国家卫生健康委员会C、生态环境部D、国务院正确答案：C4、人类受到的人工辐討源中,()居首位。
A、核爆炸B、医疗照射C、核动力生产D、电视和夜光表正确答案：B5、指导性文件由()制定并发布,用于说明或补充核与辐射安全规定以及推荐有关方法和程序。
其他监管要求文件由国务院有关部门或其委托单位制定并发布的其他核与辐射安全规范行文件和技术文件。
A、全国人民代表大会B、全国人民代表大会和全国人民代表大会的常务委员会C、国务院根据国家法律D、国务院有关部门正确答案：D6、辐射安全许可证的有效期是多长?()A、2年B、5年C、3年D、1年正确答案：B7、发生特别重大辐射事故和重大辐射事故后,事故发生地省,自治区,直辖市人民政府和国务院有关部门应当在()小时内报告国务院。
A、2B、1C、3D、4正确答案：D8、放射工作单位应当组织上岗后的放射工作人员定期进行职业健康检查,两次检查的时间间隔不应超过()年,必要时可增加临时性检查。
A、2B、1.5C、3D、1正确答案：A9、屏蔽β射线时,下列有关说法正确的是,()A、对于β射线应该分两步来考虑,先考虑对β粒子的屏蔽,再考虑对韧致辐射的屏蔽B、在对β射线进行屏蔽时,重原子序数的材料产生的韧致辐射更少C、采用铅比有机玻璃屏蔽效果好D、在对β射线进行屏蔽时,常常会产生韧致辐射,其韧致辐射穿透力很差不需要屏蔽正确答案：A10、对于同一个辐射源项,关于下列物质半值层说法正确的是()。
宇宙射线电离成分随海拔变化规律研究
宇宙射线电离成分随海拔变化规律研究宇宙射线电离成分是指从太阳系的外围宇宙空间的宇宙射线进入地球大气中的质子、中子和中子等离子。
由于宇宙射线源的分布不均匀，地球大气中的宇宙射线电离成分也随着海拔变化而变化。
鉴于宇宙射线电离物质向上渐减的特点，宇宙射线电离成分对地球大气有重要的影响，因此，研究宇宙射线电离成分随海拔变化规律具有重要的科学意义。
宇宙射线电离成分有三个主要组成部分：由太阳活动产生的太阳电离辐射（Solar Energetic Particle，SEP），由宇宙射线粒子的运动竞争产生的交叉风（Galactic Cosmic Ray，GCR），以及月球表面反射和碰撞产生的月球电离辐射（Lunar Energetic Particle，LEP）。
它们三者在空间上的分布有一定的区别，呈现不同的随海拔变化规律。
SEP来源于太阳活动，其变化规律受海拔变化的影响非常大，特别是在中小海拔范围内。
当太阳活动高峰时，SEP将会达到顶峰，而当太阳活动低谷时，SEP就会相应的减少。
因此，SEP对海拔变化具有较大的敏感性，可以作为即时预报的重要参数。
GCR则与SEP的变化规律完全相反，它们的变化是随海拔升高而减少，在高海拔处，GCR的数量会比低海拔处要大得多，这是由于高海拔处大气层更薄，因此GCR在大气中的折射率会增加，使GCR到达地表的量会大幅度减少。
LEP对海拔变化的影响相对较小，它主要受太阳和月球辐射强度以及气候等因素的影响。
随着海拔变化，气压和气温变化，LEP也会发生变化，但普遍来说LEP的变化规律不会太大。
综上所述，宇宙射线电离成分SEP、GCR、LEP随海拔变化的规律分别受到太阳活动，GCR运动竞争及太阳、月球辐射强度以及大气层厚度、气压和气温等因素的影响。
如果要研究宇宙射线电离成分，除了关注它们在高空和低空的变化规律之外，还应了解它们的影响因素，为此可以依靠放射学分析仪或者实验室实验，通过分析它们的折射率，详细了解它们的数量和变化特征，进行实验和模型的比较，从而体现它们的变化规律。
宇宙射线电离成分随海拔变化规律研究
宇宙射线电离成分随海拔变化规律研究近年来，随着地球科学研究的进步，对宇宙射线电离成分随海拔变化规律的研究以及它所传输给地球大气中的能量和物质，受到了越来越多的关注。
宇宙射线是一种“穿越太阳系外围”，经过大气方向“电离”两次而产生的高能电子，是太阳系能量输入的主要来源之一。
它以高速运动，传播至大气中并对其进行电离，进而产生了大气中的离子和电子，携带的太阳紫外线和极紫外线辐射能量可以穿透地表，使大气中的物质发生变化，影响环境，从而影响地面生命的繁衍与发展。
宇宙射线不仅是太阳系能量输入的主要来源之一，而且具有极其强烈的能量传播能力，可以抵抗大气层中的不同折射和散射，因而具有极大的穿透性。
它的能量传播的方向取决于其速度的方向，而它的速度方向又取决于它的来源和制造它的过程。
地理上，宇宙射线的特性受到地球海拔的影响，因此，研究宇宙射线电离成分随海拔变化规律，有助于提高对宇宙射线的保护和利用效率。
如何研究宇宙射线电离成分随海拔变化规律呢？首先，研究者应该利用各种检测手段，收集宇宙射线中能量、电荷、质量等参数，以了解宇宙射线电离成分的性质及其随海拔变化的规律。
其次，研究者可以通过运行模型，以建立测量数据和观测结果之间的映射关系，模拟宇宙射线电离成分随海拔变化的规律。
最后，通过所得结果，研究者可以分析和研究不同海拔高度下宇宙射线分布的特性，进而为宇宙射线监测及其电离物质的分布定量分析提供有力支持。
综上所述，宇宙射线电离成分随海拔变化规律的研究具有重要的理论价值和实际意义。
研究者需要采取科学和有效的研究方法，收集有效的观测数据，运用分布模型，建立宇宙射线与海拔之间的联系，进而深入分析它们的关系，为解决宇宙射线对大气环境的影响和地面生物的影响提供有效的支持。
电离辐射及其电离辐射环境保护探讨
电离辐射及其电离辐射环境保护探讨人类生活在电离辐射环境之中，可电离辐射给人类带来经济利益的同时，也给人类带来了一定的危害，尤其是核武器、辐射事故的发生，因此，做好电力辐射环境保护措施，防止电离辐射给人类造成危害，以保证电离辐射更多地造福于人类。
标签：电离辐射；环境保护；效应在电离辐射环境中，常见的电离辐射有α射线、β射线、χ射线和γ射线等几类，随着科学技术的发展，电离辐射给人类带来好处的同时，也带来了一定的危害，这就要求做好辐射环境保护工作，做好电离辐射管理和环境保护工作，以保证人们的生命财产安全。
一、电离辐射（一）天然电离辐射由于环境中存在天然电离辐射，这种天然电离辐射对所有人类都产生照射，包括宇宙辐射、地面辐射、放射性核素、氡同位素等四种成分，第一，宇宙辐射，其主要来自星球的宇宙空间，具有辐射能量高、穿透能力强的特点，宇宙射线剂量会随着高度、维度的增大而增大，据资料表明，宇宙射线每年产生的有效剂量为0.37mSv[1]，面对庞大的数据，人类应对宇宙射线产生的照射引起高度重视；第二，地面辐射，其在各种介质中都含有一定的天然放射性核素，如土壤、岩石、空气、建材等，其主要包括陆地γ辐射、天然放射性核素所产生的内照射、氡同位素所产生的内照射等3中成分，据资料表明，全世界有陆地γ辐射人均年有效剂量为0.45mSv，天然放射性核素所产生的内照射主要分为宇生放射性核素和原生放射性核素，宇宙放射性核素主要以14C为主，每年产生的有效剂量为12.1μSv，而原生放射性核素主要存在于土壤、空氣、生物中，主要包括238U、232Th衰变链位上的同位素，在深水井中，其有效剂量会明显较高；而氡同位素所产生的内照射是人体最重要的致癌因子，其主要存在于岩石、土壤、建材中，据了解，吸入氡—220对人体每年产生的有效剂量为1.3mSv，对于氡的辐射，应采用选择建材和通风换气等措施来避免高浓度氡的辐射。
由于宇宙辐射、地面辐射、放射性核素等三种照射具有相对的不变形，其可以构成基本的天然辐射本底，而氡同位素的可变性要大得多，尤其是室内封闭的空间，氡水平较高。
宇宙射线的研究与发现
宇宙射线的研究与发现宇宙射线是一种高能粒子，来自于宇宙空间的各种天体，如恒星、星系和星云等。
它们具有极高的能量和速度，是研究宇宙起源和演化的重要工具。
本文将介绍宇宙射线的研究历程、探测方法以及对科学研究的意义。
宇宙射线的发现宇宙射线的存在最早可以追溯到1912年，奥地利物理学家维克托·弗朗茨·哈斯特曼在阿尔卑斯山进行高空气球实验时，观测到了一种无法解释的辐射现象。
他发现，在高空中，电离气体计数器的读数明显增加，这表明存在一种来自外部的辐射源。
随后的研究发现，这种辐射源并非地球本身产生的，而是来自于太阳系以外的宇宙空间。
这些高能粒子穿越太阳系中的磁场和大气层，最终到达地球。
由于其高能特性，宇宙射线对地球上的生物和物质都具有较强的穿透能力，因此对其研究具有重要意义。
宇宙射线的分类根据粒子种类和能量范围的不同，宇宙射线可以分为三类：原子核、电子和光子。
其中，原子核是宇宙射线中能量最高的成分，包括质子、α粒子、重离子等。
电子和光子则是能量较低的成分，但也具有一定的穿透能力。
宇宙射线的探测方法为了研究宇宙射线，科学家们发展了多种探测方法。
以下是几种常用的探测方法：1. 闪烁体探测器闪烁体探测器是一种利用闪烁效应来检测宇宙射线的装置。
当宇宙射线与闪烁体相互作用时，闪烁体会发出光信号。
通过测量光信号的强度和时间分布，可以确定宇宙射线的能量和入射方向。
2. 半导体探测器半导体探测器是一种利用半导体材料的电子学性质来检测宇宙射线的装置。
当宇宙射线与半导体相互作用时，会产生电子-空穴对。
通过测量电子-空穴对的产生和漂移过程，可以确定宇宙射线的能量和入射方向。
3. 气泡室气泡室是一种利用超过饱和状态的液体或气体来检测宇宙射线的装置。
当宇宙射线与液体或气体相互作用时，会形成微小的气泡。
通过观察和记录气泡的形成和演化过程，可以确定宇宙射线的能量和入射方向。
宇宙射线的研究意义研究宇宙射线对于理解宇宙起源、星系演化以及粒子物理学等领域具有重要意义。
物理学中的宇宙射线研究
物理学中的宇宙射线研究宇宙射线是指从宇宙中传来的高能粒子，这些粒子能量巨大，速度极快，经常穿过地球的大气层，使得大气层中的氧、氮等原子与分子发生碰撞，以一定速率损失能量，产生出极其复杂的多种次级粒子。
研究这些宇宙射线和次级粒子能够加深我们对宇宙的认识，了解宇宙的演化历史和它的性质特性等等，因此宇宙射线一直是物理学中的一大研究领域。
一、宇宙射线的发现与起源宇宙射线是在1901年由维多利亚女王大学的克赖斯顿教授发现的。
他利用了康普顿电离室（Compton ionisation chamber）对宇宙射线产生的荧光进行了研究。
宇宙射线是由太阳系以外的高能粒子组成，这些粒子来自银河系外，包括超新星爆发、黑洞吸积、中子星碰撞等各种宇宙现象。
二、宇宙射线的分类根据宇宙射线粒子的能量大小，可以将它们分为三类：低能宇宙射线、中等能宇宙射线和高能宇宙射线。
其中高能宇宙射线的能量可以达到数千亿电子伏特，相当于一个基本粒子的质量要乘以几百万亿倍。
三、宇宙射线的探测方法最早的宇宙射线探测器是真空管，由于高能粒子对物质的穿透性，以及气体放电的放射性特性，可以通过真空管发现宇宙射线。
现在主要的探测方法包括气泡室、闪烁探测器、宇宙射线望远镜等。
气泡室是一种利用有机液体和高压气体制成的气体探测器，可检测到单一粒子。
闪烁探测器利用放置在光反射镜片上的快照管对宇宙射线进行探测，可以大规模、高效率的探测到次级宇宙射线和高能宇宙射线。
宇宙射线望远镜通过检测宇宙射线在电离层中产生的荧光记录下各种次级宇宙射线的信息。
四、宇宙射线的研究意义宇宙射线的研究具有重要的科学意义，它可以揭示宇宙中的许多奇妙现象，例如宇宙的起源和历史，引力波的产生和传播，暗物质和暗能量以及各种宇宙演化的细节等等。
通过观测宇宙射线可以研究宇宙中的各种物理现象，还可以了解和研究太阳的活动，以及太阳和地球相互作用导致的地球上的各种现象。
总之，宇宙射线的探测和研究对人类极大有益，它能够扩展我们对宇宙的认知，并且有助于人类认识自身所处的宇宙环境。
什么是宇宙射线
什么是宇宙射线?
所谓宇宙射线，是来自宇宙中的一种带电粒子流，具有相当大的能量。
1912年，德国科学家韦克多·汉斯试着去测定空气中的电离度，他做了一个实验，带着电离室乘气球升空，在这个实验过程中他发现随着海拔的不断升高电离室内的电流也在不断的变大，从而认为电流是由一种射线产生的，这个射线来自地球以外，而且穿透性极强。
于是有人就将它取名为“宇宙射线”。
太阳系是围绕着银河系运行的，在运行过程中针对银河系中心的位置就会不断发生位移，经过6200万年就会到达一次距离银河系中心的最远点。
而整个银河系也是在包围着它的热气体中不断运行的，每秒约200千米。
银河系并不是我们所想的那样圆滑，其实它是扁平的。
科学家们解释，当银河系的北面或前面与周围的热气摩擦时就会产生宇宙射线。
尽管这样认为，目前人类仍然不能准确地说出宇宙射线是从哪里来的，是怎样产生的，它们无偿地为地球带来了宇宙空间环境的宝贵信息。
科学家通过接收这些射线，认识和研究它们的起源，从而了解宇宙环境的演化变幻。
因此，宇宙射线的研究现已成为天体物理学研究的一个重要对象，许多科学家都试图解开宇宙射线之谜。
可是一直到现在，人们还是不能完全解释宇宙射线的起源。
一般科学家们认为，宇宙射线的产生可能与超新星爆发有关，来自遥远的活动星系。
对此，他们认为，宇宙射线产生于超新星大爆发的时刻，将要“死亡”的恒星在爆发之时放
射出大能量的带电粒子流，射向宇宙空间。
还有的认为宇宙射线也可能来自于爆发之后超新星的残骸。
宇宙射线对地球环境的影响深入分析
宇宙射线对地球环境的影响深入分析宇宙射线是一种高能粒子，来自于宇宙空间的恒星、星系和其他天体。
它们具有极高的能量，经过长时间和长距离的旅程，最终穿过地球的大气层并与地球相互作用。
宇宙射线对地球环境产生了多种影响，包括电离辐射、气候变化、生物突变等等。
本文将对宇宙射线对地球环境的影响进行深入分析。
首先，宇宙射线对地球的电离辐射是其最主要的影响之一。
当高能宇宙射线进入地球大气层时，它们与大气分子相互作用，产生次级粒子，如光子、电子、质子和中子等。
这些次级粒子具有足够的能量和电离能力，能够击穿生物体的细胞结构，引起DNA的损伤和细胞的突变。
长期暴露在宇宙射线下的生物体可能会引发癌症、遗传疾病等。
因此，宇宙射线的电离辐射对地球环境的影响不容忽视。
其次，宇宙射线与大气层中的气体发生相互作用，也可能导致气候变化。
宇宙射线中的高能粒子与大气分子碰撞后，可能释放出能量，引发大气中的离子化反应。
这些反应可能导致云的形成与变化。
实际上，一些研究表明，宇宙射线的变化可能与云的形成以及气候变化之间存在着一定的相关性。
然而，宇宙射线与气候变化之间的具体机理仍存在争议，需要进一步深入的研究来理解。
此外，宇宙射线还可能对地球环境中的生物体产生直接的影响。
由于宇宙射线具有强大的电离能力，它们可能突变细胞基因，进而导致生物的遗传变异。
这种变异可能对生物体的适应性和稳定性产生影响。
一些研究表明，宇宙射线对生物体的突变效应可能有助于生物的进化和适应能力的提升。
然而，这一观点还需要更多的证据来证实，并进一步研究突变对生物多样性和生态系统稳定性的影响。
除了对生物体的影响，宇宙射线还可能对地球上的电子设备和通信系统产生干扰。
尤其是在高空飞行器、太空站和卫星等设备中，宇宙射线的影响可能会导致电子设备失效、传输信号的误差等。
因此，对宇宙射线的深入了解和研究，对于保护和优化现代通信和航空技术具有重要意义。
然而，虽然宇宙射线对地球环境有着多种影响，但正常情况下，地球的大气层和磁场都能够有效地阻挡和减弱宇宙射线的到达。
宇宙射线的研究与应用
宇宙射线的研究与应用宇宙射线是一种高能量粒子，它们存在于宇宙中，源头可能是恒星、星际物质、甚至是黑洞。
这些粒子被宇宙射线望远镜、探测器等装置探测到，科学家们利用这些数据研究宇宙射线的性质及其在科学研究和应用领域中的应用。
一、研究宇宙射线的性质宇宙射线不仅是一种高能量粒子，而且具有多样性和高度不规则性。
科学家们通过对宇宙射线的研究，掌握了许多重要性质。
研究表明，宇宙射线能量覆盖范围极宽，从极低能量的数十兆电子伏到极高能量的数百亿电子伏。
其中，能量超过十亿电子伏的极高能宇宙射线是比较罕见的，探测这些极高能宇宙射线需要使用很大的望远镜和探测器。
同时，宇宙射线的粒子成分也非常复杂，包括质子、中子、电子、正电子、重离子等27种粒子。
二、宇宙射线在天体物理学中的应用宇宙射线在天体物理学中有着非常重要的应用，它可以帮助科学家们研究星系、恒星、黑洞等天体的性质。
通过测量高能宇宙射线的强度、能量与来源，科学家们可以更精确地确定天体的物理性质，例如体积、温度、强度等指标。
同时，宇宙射线还可以帮助科学家们研究暗物质，探索宇宙的起源与演化。
三、宇宙射线在地球科学中的应用宇宙射线不仅可以用来研究宇宙，还有广泛的地球科学应用。
以放射性炭素测年法为例，这种方法能够非常精确地测定地球上的年代。
测年法原理是：在大气层中，宇宙射线通过与大气分子的碰撞产生中子，并使其与氮分子结合成为放射性碳14（C14）核素。
随着大气环境的变迁，C14的浓度也会变化。
利用现代科学技术可以测出C14的浓度，借助此法就可以计算出固体样品中C14的浓度变化，结合C14的半衰期就能准确计算样品年龄。
四、宇宙射线在医学中的应用宇宙射线在医学中也有着广泛的应用，可以用于治疗癌症等疾病。
宇宙射线的高能量可以破坏癌细胞的DNA，从而杀灭癌细胞。
比如利用同步辐射技术，科学家们开发出了治疗视网膜母细胞瘤的方法，成功率极高。
此外，宇宙射线还可以用于成像，例如宇宙射线成像技术，可以测量人体内部器官的密度和分布，用于诊断疾病。
宇宙射线对地球生物的影响研究
宇宙射线对地球生物的影响研究引言：宇宙射线是一种来自宇宙深处的高能粒子，由于其特殊的性质，对地球上的生物体产生了广泛的影响。
本文将探讨宇宙射线对地球生物的影响，并介绍相关研究成果。
一、宇宙射线的来源和组成宇宙射线是来自太阳系外的宇宙空间的高能粒子，其主要来源包括太阳风、超新星爆发和宇宙射线后废弃物等。
宇宙射线的组成主要包括质子、中子、电子和光子等不同类型的粒子，它们的能量范围广泛，从几十兆电子伏特到数千亿电子伏特不等。
二、宇宙射线对地球生物的直接影响1. DNA损伤：宇宙射线中的高能粒子可以直接穿透细胞核，对DNA分子造成损伤。
这种损伤可能导致基因突变和细胞死亡，进而引发遗传疾病和肿瘤等问题。
2. 细胞功能异常：宇宙射线的能量足以干扰细胞内的生物化学反应，导致细胞功能异常。
这可能导致细胞生长受阻、代谢紊乱和免疫系统受损等问题。
3. 突变率增加：宇宙射线的高能粒子可以引发基因突变，进而增加生物体的突变率。
这对物种的进化和适应环境具有一定的影响。
三、宇宙射线对地球生物的间接影响1. 放射性同位素产生：宇宙射线与大气层中的原子核碰撞会产生一系列次级粒子，其中包括放射性同位素。
这些同位素会沉积在地表和生物体中，对生物体产生辐射影响。
2. 气候变化：宇宙射线与大气层中的分子碰撞会产生电离作用，进而影响大气层的化学反应和电离层的形成。
这可能导致气候变化，进而对生物体的生存环境产生影响。
3. 生物多样性：宇宙射线的辐射作用可能对生物体的遗传物质产生变异，进而影响物种的进化和多样性。
这对生态系统的稳定性和生物链的平衡具有重要意义。
四、宇宙射线影响研究的方法和成果1. 实验研究：科学家通过模拟宇宙射线辐射环境，利用实验室中的生物体进行研究。
他们观察生物体在不同辐射剂量下的反应，以评估宇宙射线对生物体的影响。
2. 太空探索：航天器和宇航员在太空中暴露于宇宙射线的辐射环境中，科学家通过对太空探索的数据分析，研究宇宙射线对宇航员健康的影响。
关于电离层
关于电离层关于电离层：短波无线电远程通信依赖于高空电离层反射的天波路径，了解电离层的生成、结构和变化规律，了解电离层不同时段对不同频段的短波段电波的反射规律，对短波无线电通信有至关重要的意义。
由于太阳紫外线照射、宇宙射线的碰撞，使地球上空大气中的氮分子、氧分子、氮原子、氧原子电离，产生正离子和电子，形成所谓电离层，其分布高度距地面几十公里至上千公里。
电离层中电子密度呈层状分布，对短波通信影响大的有 D 层、E 层、F1 层、F2层，各层的中部电子密度最大，各层之间没有明显的分界线。
各层的电子密度 D〈 E〈 F1〈F2 ):由于电离层的形成主要是太阳紫外线照射的结果，因此电离层的电子密度与阳光强弱密切相关，随地理位臵、昼夜、季节和年度变化，其中昼夜变化的影响最大。
D 层：高度 60—80公里，中午电子密度最大，入夜后很快消失；E 层：高度 100—120公里，白天电子密度增加，晚上相应减少；F1 层：高度 180公里，中午电子密度最大，入夜后很快消失；F2 层：高度 200—400公里，下午达到最大值，入夜逐渐减少，黎明前最小。
电离层对电波的折射和反射：电离层可看成具有一定介电常数的媒质，电波进入电离层会发生折射。
折射率与电子密度和电波频率有关。
电子密度越高，折射率越大；电波频率越高，折射率越小。
电离层电子密度随高度的分布是不均匀的，随高度的增加电子密度逐渐加大，折射率亦随之加大。
可以将每一层划分为许多薄层，每一薄层的电子密度可视为均匀的。
电波在通过每一薄层时都要折射一次，折射角依次加大，当电波射线达到电离层的某一点时，该点的电子密度值恰使其折射率为900，此时电波射线达到最高点，尔后沿折射角逐渐减小的轨迹由电离层深处折返地面。
当频率一定时，电波射线入射角越大，则越容易从电离层反射回来。
当入射角小于一定值时，由于不能满足900 的折射角的条件，电波将穿透电离层进入太空不再返回地面。
当入射角一定时，频率越高，使电波反射所需的电子密度越大，即电波越深入电离层才能返回。
大气层中的神秘之谜：宇宙射线(大气层阻挡宇宙射线)
大气层中的神秘之谜：宇宙射线1. 人类对于宇宙的探索从未停止，而大气层中的神秘之谜——宇宙射线，一直是科学家们追寻的焦点。
这些高能粒子穿越宇宙空间，在进入地球大气层后与分子相互作用，产生令人费解的现象。
在本文中，我们将深入探索宇宙射线的来源、性质和影响，揭示这个令人着迷的谜题。
2. 宇宙射线最早被发现于20世纪初，当时科学家们观察到高海拔飞行器上的电离辐射明显增加。
随后的研究揭示了宇宙射线的特殊性质：它们主要由高能带电粒子组成，包括质子、重离子和高能光子。
3. 那么，宇宙射线的来源是什么？科学家认为，宇宙射线主要来自太阳系外部的星系和恒星爆炸。
超新星爆炸是宇宙中最强烈的爆炸事件之一，释放出巨大的能量，并产生大量的宇宙射线。
这些宇宙射线穿越星际空间，最终进入地球的大气层。
4. 在进入大气层后，宇宙射线与大气分子发生相互作用，产生了一系列有趣的现象。
其中之一是宇宙射线引发的电离作用。
当高能带电粒子穿过大气层时，它们与大气分子碰撞并剥夺其电子，形成离子。
这些离子进一步与周围的分子发生作用，形成电离层。
5. 电离层的存在对无线电通信和导航系统至关重要。
通过反射和折射作用，电离层可以影响电磁波的传播路径。
在晚上，电离层的下降会导致长距离的无线电通信中断，这就是我们常说的短波消失现象。
6. 另一个由宇宙射线引起的现象是辐射带。
辐射带是由于宇宙射线与大气层中的分子发生碰撞而释放出的能量形成的。
这种辐射带对于太空飞行员和卫星设备来说是一个巨大的威胁，因为长时间暴露在辐射带中可能会导致严重的健康问题和电子设备损坏。
7. 虽然宇宙射线在一定程度上对地球和人类构成风险，但它们也给我们带来了一些意想不到的好处。
例如，宇宙射线在地球大气层中产生了一种被称为碳十四的同位素。
通过测量地球上的碳十四含量，科学家能够推断出过去几千年的气候变化和大气层活动。
8. 此外，宇宙射线还与生物体发生相互作用。
一些研究表明，长时间暴露在宇宙射线中可能会增加患癌症和其他健康问题的风险。
宇宙射线的来源和特性
宇宙射线的来源和特性宇宙射线是指在宇宙中高速运动的带电粒子流，包括来自太阳的宇宙射线和来自宇宙深处的宇宙射线。
它们穿过空气和物体，会与物质相互作用产生各种效应，因而对人类健康和天文学研究有着重要的影响。
本文将从宇宙射线的来源、能谱、组成和演化等多个方面介绍它的基本特性。
一、宇宙射线的来源1.1 太阳宇宙射线太阳宇宙射线是太阳在发生活动（如日冕物质抛射、耀斑等）时所放出的带电粒子，它们在太阳系中传播并与行星、卫星等物体相互作用。
太阳宇宙射线的能量通常较低（约10 MeV以下），但粒子数目很大，是宇宙射线的主要组成部分。
1.2 宇宙射线的远源宇宙射线的远源包括星际物质、星系等。
它们在宇宙中受到强磁场和高温的影响，产生了带电粒子，这些带电粒子在加速后形成了高能宇宙射线。
远源宇宙射线的能量范围一般比太阳宇宙射线高（约10 MeV至1020 eV），主要包括质子、阿尔法粒子、电子、中子等多种带电粒子。
1.3 宇宙射线的近源宇宙射线的近源包括宇宙射线爆炸、超新星遗迹、中子星、活动星系核等。
这些天体在运动、爆发、碰撞等过程中会产生强磁场和加速机制，形成高能宇宙射线。
近源宇宙射线的能量范围比远源宇宙射线更高（超过1015 eV），是宇宙射线中最高能量的组成部分。
二、宇宙射线的能谱宇宙射线的能量范围非常广，能量从10 MeV到1020 eV不等，因此用一条曲线来描述其能量分布情况称为能谱。
能谱的形状反映了宇宙射线的来源和演化过程。
能谱通常分为三个部分：第一部分是太阳宇宙射线，能量范围在10 MeV以下，随着能量的增加，其数目逐渐减小；第二部分是由远源宇宙射线和近源宇宙射线组成的低能段，其能量范围从10 MeV到1015 eV，呈现出“软谱”特征，即能量随着粒子数目的增加而降低；第三部分是近源宇宙射线的高能段，其能量范围超过1015 eV，呈现出“硬谱”特征，即能量随着粒子数目的减少而增加。
三、宇宙射线的组成宇宙射线的组成非常复杂，包括质子、电子、阿尔法粒子、中子、重离子等多种带电粒子。
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本研究采用数据处理工作站来接收和处理数据。系统运行时，上位机定时获取 GM 计数管原始 计数率和 NaI(Tl)谱仪谱参数，原始数据自动存入数据库，同时通过加载 GM 管刻度系数转换和 γ 谱识别模块完成剂量率转换和核素识别，计算结果自动存入数据库备用。软件可结合事故类型完成 事故现场后果评价，也可开展源项“反演”工作，所有过程数据都自动存入数据库对应数据表中。 1. 4 数据展示
3 结论与分析
“散布式”应急监测系统通过辐射探测器、数据传输、数据处理和数据展示 4 个模块的整合， 首次实现了核与辐射事故情况下提供“一站式”服务的技术支撑理念。该系统能够适应不同的事故 环境，其优化后的探测单元具备 IP65 的防护等级且具备较强的抗震能力，恶劣环境下能够实现简 单的“抛投”作业，在提高时效性的同时，可以降低人员污染的可能性。该系统经数据处理后，可 根据事故情况结合不同的处理模式，迅速提供现场的辐射场污染分布图、后果评价和源项“反演” 等信息，辅助应急决策。
2 274
79.8
2 680
82.3
2 820
94.1
2 943
99.5
3 207
109.9
3 278
115.5
3 645
122.3
3 686
127.7
4 034
131.6
4 302
152.4
4 550
173.7
4 634
174.8
4 672
1246
225.5
相对 标准 偏差 /% 1.5 1.5 1.9 1.6 1.5 1.6 1.5 1.1 2.7 2.4 1.0 2.1 0.7 1.2 0.7
展示软件采用 C/S 结构，数据存储相对封闭，不仅可以在一定程度上确保数据的安全性，而且 C/S 结构不依赖外部网络环境，直接读取数据库报表，执行效率高。
展示软件是本系统的“窗口”，基于 GIS 系统，能够实现图形化展示探测器布点、污染分布、 风场展示、后果评价及实时数据展示等功能，软件还提供诸如数据查询、统计分析、报表、数据导 入导出等基本功能。
图 1 宇宙射线电离成分随海拔高度的变化 美地区的测量数据，在低海拔其计算值与本次试验测量值 比较吻合；岳清宇等测量数据的经验公式的变化趋势与本次试验测量值比较吻合，各测量点位最大 差异不超过 10%。
海南昌江核电厂流出物申请排放量优化研究
程卫亚，王 薇，张 良，吴建华，骆志平
（ 辐射 安全 研究 所）
海南昌江核电厂总体规划 4 台压水堆核电机组，采取一次规划，分期建设。其中 1、2 号机组 采用 2×650 MWe 压水堆核电机组。根据《核动力厂环境辐射防护规定》（GB6249—2011）的规定， 按照昌江电厂每台机组的热功率 1 930 MWt 对 GB6249—2011 规定的 3 000 MW 热功率反应堆流出 物排放控制值进行调整，调整后的单台机组排放控制值（控制值 D）列于表 1。
中国原子能科学研究院年报 2013
测量 地点 西宁 火车 站 查尔 汗盐 湖 格 尔木 火车 站 德 令哈 火车 站
青 海湖 哈儿 丐乡 拉萨 火车 站 关 角山 德 庆乡 羊 八井 沱 沱河 五 道梁 昆仑 山口
安多 唐古 拉山 口
表 1 测量地点与测量结果
海拔 高度 /m
宇宙 射线 电离 成分 /(nG y·h－1)
2 测试结果和分析
辐射探测器（包括 GM 管探测器和 NaI(Tl)谱仪）经国防科技工业一级计量站检定后，项目组 开展了无线传输、后果评价、烟羽“反演”等一系列模块的测试，其测试结果如下：1）无线传输 测试表明，3G 信号稳定，在基站稳定服务的情况下，优先选择 3G 传输是稳定可靠的。RF 传输受 地形影响较大，在周边建筑物多、山区地形情况下，应在较高位置处架设功率较大的接收天线，确 保数据获取率。2）为验证“反演”模块是否有效，本项目选取日本福岛事故进行验证；验证结果 表明，本项目开发的烟羽“反演”模块功能基本正常。3）对软件进行了数据查询、数据 GIS 显示、 风场展示、后果评价展示等各项功能的测试，测试结果表明，软件满足了项目开发需求。
UNSCEAR 2000 年报告中给出了不同海拔高度上宇 宙射线剂量率公式为：D=D0(0.21e－1.649h+0.79e0.452 8h)（经 验公式 1）；岳清宇等通过对全国各地宇宙射线电离成分 的测量得到的宇宙射线与海拔高速之间的经验公式为： D=D0×exp(7.27×10－5×h1.184)（经验公式 2），其中，h 为测 量地点的海拔高度，D0 为推荐值 32 nGy/h。本次试验测 量结果和根据上述两个公式计算值的结果比较如图 1 所 示。其中测量值曲线为 UNSCEAR2000 年报告中给出的 宇宙射线电离成分随海拔的变化规律公式，公式来源于北
宇宙射线电离成分随海拔变化规律研究
郑国文，曲延涛，汪传高
（ 辐射 安全 研究 所）
本工作利用高气压电离室 RSS-131 和 NaI 剂量率仪 MAR-1561U 在青藏铁路沿线开展宇宙射线 电离成分随海拔变化规律的研究。实验过程中选择了 15 个地点进行测量，其海拔高度在 2 200 m
252 到 5 300 m 之间。测量地点、海拔高度以及测量结果列于表 1。
基础和应用基础研究·辐射防护与环境保护
251
NaI(Tl)谱仪选用 LED 光源稳谱，能够长时间稳定工作。 1. 2 数据传输模块
为确保事故状态下监测系统数据传输的时效性和可靠性，本项目采用了以无线传输为主，保留 有线传输接口的方案。同时，考虑到事故状态下传统的移动基站可能超负载的情况，本项目选择 3G（WCDMA）和射频（RF）传输模块互为冗余的开发思路。内置嵌入式 PC 实时监测 3G 信号强 度，二者可实现快速切换。 1. 3 数据处理