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HZEイオンは、+3 e以上の 電荷を持つ銀河宇宙線（GCR）の高エネルギー核成分です。つまり、水素やヘリウムよりも重い元素の核でなければなりません。
略語「HZE」は、高さ（H）、原子番号（Z）、エネルギー（E）に由来する。HZEイオンには、水素（電荷+1e ）とヘリウム（電荷+2e ）よりも重いすべての元素の原子核が含まれる。各HZEイオンは軌道を回る電子を持たない原子核で構成されており、イオンの電荷は原子核の原子番号と同じであることを意味する。その発生源は不明だが、超新星爆発である可能性が高いと考えられている。[1]
構成と豊富さ
HZEイオンは陽子に比べて希少であり、例えば陽子がGCRの85%を占めるのに対し、HZEイオンはGCRのわずか1%を占めるに過ぎない。[2] HZEイオンは他のGCRと同様に光速に近い速度で移動する。
宇宙からのHZEイオンに加えて、太陽によってHZEイオンが生成されます。太陽フレアやその他の太陽嵐の間、HZEイオンはより一般的な陽子とともに少量生成されることがありますが[3] 、そのエネルギーレベルは宇宙線からのHZEイオンよりも大幅に小さくなります。[1]
宇宙放射線は、主に高エネルギー陽子、ヘリウム原子核、高 Z 高エネルギーイオン (HZE イオン) で構成されています。分子、細胞、組織における電離パターンと、その結果生じる生物学的危害は、二次電子から低線エネルギー付与(低 LET) 放射線を生成するX 線やガンマ線などの高エネルギー光子放射線とは異なります。
宇宙にいる間、宇宙飛行士は陽子、ヘリウム原子核、HZEイオン、および宇宙船の部品や組織からの核反応による二次放射線にさらされます。 [4]
GCRは通常、太陽系外と天の川銀河内から発生しますが[5]、天の川銀河外から発生するものは、主に高エネルギー陽子と少量のHZEイオンで構成されています。[4] GCRエネルギースペクトルのピーク（中央エネルギーピークは最大1,000 MeV / amu）と原子核（エネルギーは最大10,000 MeV / amu）は、線量当量に大きく寄与します。[4]
HZEイオンの健康への懸念
HZEイオンは宇宙線に占める割合は小さいが、その高電荷と高エネルギーにより、宇宙線の全体的な生物学的影響に大きく寄与し、生物学的影響に関しては陽子と同じくらい重要である。[2]最も危険なGCRは、Fe 26+ （+26 eの電荷を持つ 鉄原子核）などの重イオン化原子核である。このような重い粒子は、「太陽フレアによって加速される典型的な陽子（数十から数百MeV）よりもはるかにエネルギーが高い（数百万MeV）」。[1]そのため、HZEイオンは厚い遮蔽層や体組織を貫通し、「DNA分子の鎖を切断し、遺伝子を損傷し、細胞を死滅させる」。[1]
太陽粒子イベント（SPE）から発生するHZEイオンは、人の吸収放射線量にほとんど影響を与えません。SPE中は、生成される重イオンの量が非常に少ないため、その影響は限られています。それらの原子質量単位あたりのエネルギーはすべて、同じSPEで見つかる陽子よりも大幅に低いため、SPE中の宇宙飛行士の身体被曝への寄与は、圧倒的に陽子です。[3]
参照
- 高エネルギー核物理学
- 宇宙放射線
- 太陽エネルギー粒子
- 宇宙飛行による放射線発がん
- 宇宙飛行中の放射線被曝による中枢神経系への影響- HZE CNS の健康への影響
- スイフト重イオン
- 超高エネルギー宇宙線 – 運動エネルギーが1 EeVを超える宇宙線粒子
参考文献
- ^ abcd 「人類は火星に行けるか？」。Science@NASA。アメリカ航空宇宙局。2004年2月17日。2017年6月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年1月3日閲覧。
- ^ ab Schimmerling, Walter (2011年2月5日). 「宇宙放射線環境：序論」(PDF)。地球外環境の健康リスク。大学宇宙研究協会宇宙生命科学部。 2013年1月8日閲覧。
- ^ ab Kim, Myung-Hee Y.; Wilson, John W.; Cucinotta, Francis A.; Simonsen, Lisa C.; Atwell, William; Badavi, Francis F.; Miller, Jack (1999 年 5 月)。1989 年 9 月 29 日の太陽粒子イベント中の高電荷高エネルギー (HZE) イオンの寄与 (レポート)。NASAジョンソン宇宙センター、ラングレー研究センター。hdl : 2060/19990051001。
- ^ abc Cucinotta, FA; Durante, M. 放射線発がんリスク(PDF) . NASA 人間研究プログラム(レポート) . 宇宙探査ミッションにおける人間の健康とパフォーマンスリスクの証拠。NASA。pp. 122–123 . 2012 年6 月 6 日閲覧。
- ^ 「銀河宇宙線」NASA /ゴダード宇宙飛行センターNASA。1998年12月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年6月6日閲覧。
外部リンク
- 「線形エネルギー伝達/低LET放射線」。フリー辞書。医療。 2022年6月3日閲覧。