极端太阳高能粒子事件期间的辐射剂量
太阳与恒星天体物理
2026-04-17 v1
摘要
在太阳耀斑和日冕物质抛射期间加速到高能的离子和电子可能逃逸太阳大气，并在行星际磁场的引导下，通过空间传播到近地位置。这些太阳高能粒子 (SEP) 可以被航天器仪器直接探测到。能量最高的 SEP 还可能穿过地磁场并沉降到低层大气高度，产生包括中子和质子在内的次级粒子，从而触发宇宙成因放射性核素的形成。与 SEP 离子群（主要是质子）相关的空间天气效应主要包括对航空、太空中的宇航员和航天器的辐射风险。本文重点关注对航空和宇航员的风险，并强调 SEP 事件的参数（包括注量和能谱）如何影响辐射剂量。讨论了近几十年来发生的事件（存在大量测量数据和模型）的空间天气效应。然后考虑了极端量级的 SEP 事件，例如从远古时期的放射性核素数据外推得到的事件，并首次给出了相关辐射在航空高度和太空中的估计值。这些是在假设放射性核素尖峰是由单个 SEP 事件引起，并且所有事件期间的粒子能谱和地磁条件都相同的条件下得出的最坏情况估计。
引用
@article{arxiv.2604.15160,
title = {Radiation doses during extreme solar energetic particle events},
author = {S. Dalla and K. Herbst and R. Muscheler and M. J. Owens},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.15160},
year = {2026}
}
备注
In press in Phil. Trans. R. Soc A