日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)、日本量子放射線科學技術研究所和早稻田大學的研究表明,利用月球表面的垂直孔地形可以將宇宙輻射的照射劑量降低到標準值以下地面職業暴露。很明顯這是可以做到的。

 各種類型的輻射在外太空飛來飛去,國際太空站(ISS)上的太空人平均每天暴露在1至0.5毫希沃特的輻射下。 儘管國際太空站運作的地球附近的輻射受到地球磁場的某種程度的衰減,但這仍然是地面輻射暴露量的1.0倍以上。如果未來載人活動的基地從國際太空站擴展到月球,人們擔心地球磁場的衰減效應將消失,導致輻射暴露顯著增加。

 同時,2009年,日本繞月軌道衛星輝夜號(SELENE)在月球表面發現了垂直洞。這個垂直的洞被認為與一個類似於火成岩活動形成的熔岩管的地下洞穴相連,直徑和深度都有數十公尺。本研究重點研究利用垂直孔洞及其所通往的地下空洞作為輻射防護空間,並根據最新的輻射科學研究評估垂直孔洞對空間輻射防護的效果。

 在模擬月球表面西部「馬呂斯山」垂直洞的模擬中,垂直洞外的月表區域每年的輻射暴露量約為420毫希沃特,而在月面中心區域的輻射暴露量約為每年10毫希沃特。垂直孔中,暴露量被發現隨著深度的增加而減少,在底部中心小於月球表面水平的19%(每年約24到5毫希)。這低於地面職業暴露標準值(五年100毫西弗),顯示利用垂直孔和地下空間可以創造安全的防輻射空間。

 根據地下空間的大小,可以預期與地球上的輻射環境相當。這一結果可以說是一個重要的發現,表明載人探月和未來永久月球停留無需引入新的屏蔽材料即可確保安全的輻射環境。

論文信息:【放射防護雜誌】月球表面和熔岩管中的輻射劑量及其對銀河宇宙射線和太陽高能粒子的防護

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