宇宙輻射正如其名：來自太空的輻射。在本文中，我們探討宇宙輻射是什么，為什么我們在地球上要受到保護免受這種輻射，它如何影響從事特定工作的人，以及它如何幫助推進癌癥治療技術。
什么是宇宙射線?
宇宙射線是極高能量的亞原子粒子(主要是伴隨有電磁輻射的質子和原子核)，它們穿過太空，最終轟擊地球表面。它們以大約每秒30萬公里接近光速的速度行進。
宇宙射線來自何方?
宇宙射線有兩類：銀河宇宙射線和太陽宇宙射線。銀河宇宙輻射來自超新星的殘留物，超新星是坍縮成黑洞或被摧毀的大質量恒星最后階段的大爆炸。這些爆炸釋放的能量對太陽系外的帶電粒子進行加速，使它們具有很強的穿透力且極難屏蔽。本質上，超新星就像巨大的天然粒子加速器。地球經常暴露在銀河宇宙輻射下。
太陽宇宙輻射由太陽發射的帶電粒子組成，主要是電子、質子和氦核。其中一些輻射是從太陽的日冕中不斷發射出來的，因此科學家們將其稱為“太陽風”。其余輻射來自太陽粒子事件，即帶電粒子的突然和零星爆發，并伴隨有太陽表面的磁場拉伸和扭曲時發生的電磁輻射。就像橡皮筋一樣，太陽的磁場會斷裂，突然釋放出巨大的能量，對太空中的宇航員構成潛在的健康關切。盡管罕見，但強烈的太陽耀斑最終會造成無線電中斷，并影響地面的現代通信和導航技術。
宇宙射線能到達地面觸及我們嗎?
地球被磁場屏蔽，磁場使帶電粒子在兩極間反彈，形成由高能電子和高能質子組成的兩個巨大的甜甜圈形狀的帶。地球磁層偏轉宇宙射線并保護我們免受太陽耀斑的傷害。有時，宇宙輻射確實會觸及我們，但不會造成任何傷害，就像我們經常接觸到的其他低水平輻射一樣。平均而言，人們每年會受到約3.5毫希沃特的輻射。其中大約一半來自X射線、乳房X射線照相和計算機斷層照相掃描等人工源，另一半來自天然源，其中約10%來自宇宙輻射。希沃特是對輻射健康風險的衡量單位：1希沃特意味著有5.5%的可能性在生命后期最終發展成輻射誘發的癌癥。
“在地球的磁極溜進大氣層的宇宙射線粒子可以產生真正令人炫目的多彩極光。”原子能機構外部劑量學專家Michael Hajek說。天體物理學家Joan Feynman一生大部分時間都致力于研究極光，她發現這些主要出現在北極和南極周圍高緯度地區的神奇現象是太陽風的帶電粒子與大氣中的氣體成分碰撞的結果。最常見的淡黃綠色極光由氧分子產生，氮則會產生藍色或紫紅色極光。
當我們飛行時宇宙輻射會觸及我們嗎?
會的。雖然飛機乘客暴露于更高水平的宇宙輻射，特別是在更高海拔和緯度的時候，但他們在一次飛行中受到的輻射是微不足道的。機組人員和飛行常客因為經常飛行而受到來自太空的更高水平的輻射劑量。大多數推進式飛機等通常在低海拔作業的飛機機組人員每年不會受到超過1毫希沃特的劑量。然而，在長途極地航線上服務的機組人員可能受到高達6毫希沃特的年有效劑量。
“在其安全標準中，原子能機構有一個專門的部分，即第GSR-Part 3號文件第五部分，概述成員國須減少機組人員輻射照射的方案，”原子能機構輻射防護科科長Tony Colgan說。機組人員的飛行時間由國際航空運輸協會(國際空運協會)控制，該協會還設置了機組人員可受到照射的輻射劑量的限值。
對宇航員會怎么樣呢?
宇航員接受更高的輻射劑量。在400公里高度環繞地球運行的空間站上的宇航員通常每天暴露在超過0.5毫希沃特的劑量下。12天內，他們會受到與機組人員一年內受到劑量相同的劑量。國家空間機構已為宇航員設置了職業劑量限值。輻射致癌和某些組織反應等健康影響可能與宇航員的宇宙輻射照射有關，盡管樣本量小使得難以量化這些影響。
我們可以從地球上的宇宙輻射中受益嗎?
“我們對高水平宇宙輻射誘發的細胞損傷的理解如何能夠幫助推進使用高能粒子加速器治療癌癥的技術，這是非常吸引人的，”Hajek說。與太空中遇到的帶電粒子類似的帶電粒子束由于其獨特的特性可以摧毀深層腫瘤，同時最大程度地減少對周圍組織的損傷。“反過來，離子療法取得的見解將使我們能夠改善太空輻射防護，并克服目前在預測長期太空旅行的健康風險方面的局限，”Hajek解釋說。
