地球上的太空：科學家模擬太空輻射

2023-04-01 04:43:35

地球上的空間:科學家模擬空間輻射

天文學在線

地球實驗室中複製的空間輻射科學家使用雷射等離子加速器複製環繞我們星球的高能粒子輻射。這項研究將有助於研究空間探索對人類的影響，並生產更靈活的衛星和火箭設備。地球上的空間:科學家模擬來自太空的輻射空間輻射是我們探索太陽系雄心的主要障礙來自太陽和深空的高能電離粒子對人類健康極其危險，因為它們能直接穿透皮膚並儲存能量，不可逆轉地破壞細胞和DNA此外，輻射還會對衛星和設備造成嚴重損害。雖然研究空間輻射影響的最明顯的方法是把實驗帶進太空，但這非常昂貴而且不切實際然而，要做相反的事情是極其困難的——在地球上產生類似的空間輻射。科學家們試圖使用傳統的回旋加速器和線性粒子加速器然而，這種粒子只能產生單能粒子，而單能粒子不能準確地代表在空間輻射中發現的寬帶粒子。

現在，由英國斯特拉斯克萊德大學的伯恩哈德·希迪領導的研究人員找到了解決辦法該研究小組利用杜塞道夫大學和盧瑟福·阿普爾頓實驗室的雷射等離子加速器產生寬帶電子和質子，這是「範艾倫帶」中的典型粒子——由地磁場產生的粒子輻射區域簡而言之，空間輻射是阻礙人類太空飛行的關鍵因素之一。從雷射到等離子體的

Bernhard Hidding

加速器的工作原理是將高能高亮度雷射束投射到面積只有幾平方微米的薄金屬箔靶上。「雷射脈衝的能量如此之大，以至於產生的電磁場能量甚至比原子內部的庫侖力大一個數量級，」希丁解釋道。因此，金屬箔靶瞬間轉化為等離子體「等離子粒子被雷射和其他等離子場的強電場加速。加速度的大小取決於粒子的初始位置。這個過程可以產生巨大的能量

研究小組使用電子敏感成像板、質子放射性顏料膜和閃爍屏研究了這些等離子體粒子為了證明實驗室產生的輻射相當於外層空間的輻射，該小組要求美國航天局進行計算機模擬。「美國宇航局的模擬方法是基於模型和測量，代表了迄今為止我們所知道的最先進的知識」希丁說

監測損害

下一個任務是證明該系統能夠通過用光耦合器測試粒子輻射來測試空間輻射的效果光電耦合器件通常用於在相互隔離的電路之間傳輸電信號。此外，Hidding和他的團隊通過測量系統的電流傳輸比來監測輻射引起的衰減。美國期刊《科學報告

》中描述的概念驗證實驗可能成為研究空間輻射影響而不離開地球的一個重大突破。實驗的下一步將是開發測試電子設備和生物樣本的標準「畢竟，太空輻射是人類太空飛行需要克服的主要障礙之一。」伯恩哈德·希丁說

hiddins說斯特拉斯克萊德大學新裝備的雷射器也將在未來的研究中發揮關鍵作用。「這是當今世界上平均功率最高的雷射系統，」該系統安裝在蘇格蘭等離子加速器應用中心(SCAPA)的三個輻射屏蔽掩體中，可以發射多達七束光。「我們的研究目標是開發一種用於空間輻射研究和測試的特殊雷射束，並將其用於英國和其他地方正在發展的航天工業

相關知識

粒子加速器(英文:particle accelerator)利用電場推動帶電粒子獲得高能日常生活中常用的粒子加速器包括陰極射線管和用於電視和其他設施的x光管。只有當加速粒子被放入真空管中時，它們才不會被空氣中的分子打碎。高能加速器中的粒子被四極磁鐵聚焦成束，因此粒子不會因彼此產生的排斥力而散射。

參考文獻

1。維基百科全書

2。天文術語

翻譯:宏明

作者:莎拉·泰斯

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