HZE-joner

HZE-joner är högenergikärnkomponenten i galaktiska kosmiska strålar (GCR) som har en elektrisk laddning på +3 $e$ eller högre – det vill säga de måste vara kärnorna i element som är tyngre än väte eller helium .

Förkortningen "HZE" kommer från högt (H) atomnummer (Z) och energi (E). HZE-joner inkluderar kärnorna i alla grundämnen som är tyngre än väte (som har en +1 $e$ laddning) och helium (som har en +2 $e$ laddning). Varje HZE-jon består av en kärna utan kretsande elektroner , vilket betyder att laddningen på jonen är densamma som kärnans atomnummer. Deras källa är inte säker, men tros sannolikt vara supernovaexplosioner .

Sammansättning och överflöd

HZE-joner är sällsynta jämfört med protoner , till exempel, utgör endast 1% av GCRs mot 85% för protoner. HZE-joner, liksom andra GCR, färdas nära ljusets hastighet .

Förutom HZE-jonerna från kosmiska källor produceras HZE-joner av solen . Under solutbrott och andra solstormar produceras ibland HZE-joner i små mängder, tillsammans med de mer typiska protonerna, men deras energinivå är betydligt mindre än HZE-joner från kosmiska strålar.

Rymdstrålning består mestadels av högenergiprotoner , heliumkärnor och högenergijoner med hög Z (HZE-joner). Joniseringsmönstren i molekyler , celler , vävnader och den resulterande biologiska skadan skiljer sig från högenergifotonstrålning : röntgenstrålar och gammastrålar , som producerar låglinjär energiöverföring (låg-LET) strålning från sekundära elektroner .

I rymden utsätts astronauter för protoner, heliumkärnor och HZE-joner , såväl som sekundär strålning från kärnreaktioner från rymdskeppsdelar eller vävnad.

**Framträdande HZE-joner**
Kol	C
Syre	O
Magnesium	Mg
Kisel	Si
Järn	Fe

GCRs härstammar typiskt från utanför solsystemet och inom Vintergatan-galaxen , men de från utsidan av Vintergatan består mestadels av högenergiska protoner med en liten beståndsdel av HZE-joner. GCR-energispektratoppar, med medianenergitoppar upp till 1 000 MeV / amu , och kärnor (med energier upp till 10 000 MeV / amu ) är viktiga bidragsgivare till dosekvivalenten.

Hälsoproblem för HZE-joner

Även om HZE-joner utgör en liten del av kosmiska strålar, gör deras höga laddning och höga energier att de bidrar avsevärt till den övergripande biologiska effekten av kosmiska strålar, vilket gör dem lika betydelsefulla som protoner med avseende på biologisk påverkan. De farligaste GCR är tunga joniserade kärnor som Fe ⁺²⁶ , en järnkärna med en laddning på +26 $e$ . Sådana tunga partiklar är "mycket mer energiska (miljoner MeV ) än typiska protoner som accelereras av solflammor (tiotals till hundratals MeV)". HZE-joner kan därför penetrera genom tjocka lager av avskärmning och kroppsvävnad, "bryta strängarna av DNA-molekyler, skada gener och döda celler".

För HZE-joner som härrör från solpartikelhändelser (SPE) finns det bara ett litet bidrag till en persons absorberade stråldos. Under en SPE genereras en så liten mängd tunga joner att deras effekter är begränsade. Deras energier per atommassaenhet är alla betydligt mindre än protoner som finns i samma SPE, vilket betyder att protoner är det överlägset största bidraget till astronauternas kroppsexponering under SPE.

Se även

Högenergikärnfysik
Kosmisk strålning
Solenergipartiklar
Karcinogenes av strålning från rymdfärder
Centrala nervsystemets effekter från strålningsexponering under rymdfärd - HZE CNS hälsoeffekter
Snabb tung jon
Ultrahögenergi kosmisk stråle – kosmisk strålepartikel med en kinetisk energi större än 10 ¹⁸ eV

externa länkar

"Linjär energiöverföring / låg-LET-strålning" . Den fria ordboken . Medicinsk . Hämtad 2022-06-03 . {{ citera uppslagsverk }} : CS1 underhåll: url-status ( länk )