随着经济的快速发展，越来越多人选择乘坐飞机出行，甚至出现了往来于东亚（如北京、首尔、东京）和北美东海岸（如纽约、华盛顿）飞越地球北极的航线以节省时间和燃料。不过我们在享受飞机便捷体验的同时，也要更加关注飞行期间受到的辐射问题。

1912年赫斯乘坐气球测量空气放射性，发现宇宙线

从1912年奥地利科学家韦克多·赫斯(Victor Hess)通过探空气球发现了宇宙线（Cosmic Rays）的存在，到1991年国际辐射防护委员会（ICRP）建议将空勤人员列入职业受照人群进行辐射剂量管理，公众也越来越重视辐射问题。那么正常飞行中的辐射剂量到底是多少呢？今天小编就带大家一探究竟。

01乘坐飞机时受到的辐射从何而来

首先和大家聊聊航空辐射的来源。地球作为宇宙的一个微小组成部分，无时无刻不处在宇宙线的沐浴之下。宇宙线是一些带有穿透能力的微小粒子。这些具有穿透力的微小粒子可以分为两种类型，一种来自于遥远的太阳系外（银河宇宙线），另一种来自于给予我们光芒的太阳（太阳高能粒子）。

空间中的辐射

银河宇宙线是来源于太阳系外并充斥在银河系中的高能粒子。超新星遗迹中存在着大量的高能电子，是宇宙线高能电子的发源地。人们普遍设想超新星爆发及其遗迹会产生高能原子核。超新星爆炸激波可以加速宇宙线。本质上，超新星就像巨大的天然粒子加速器。地球经常暴露在银河宇宙线下。

超新星爆发产生的遗迹

另一类是太阳高能粒子，它是太阳风暴时发射出的高能带电粒子。通过空间或者地面的观测，可以发现高能粒子的通量会在几十分钟至数天内突然剧烈增加，随后逐渐衰减到背景水平，这种橡皮筋式的突然断裂现象会释放出巨大能量，由于太阳高能粒子的绝大部分是质子，又称为太阳质子事件。太阳质子事件在太阳活动活跃期发生的频率较高。

日冕物质抛射现象

宇宙线中的粒子被称为初级粒子，主要是质子、少量的氦和极少的其它重核离子。由于地球覆盖着厚厚的大气，初级粒子撞击大气的原子核后产生一些质子、中子、轻子及光子（γ射线）。这些次级粒子再重复作用产生更多次级粒子，直到平均能量等于某些临界值，次级粒子的数目达到最大值，在此之后粒子逐渐衰变或被大气吸收，使次级粒子的数目逐渐下降，这种反应称为“空气簇射”。航空飞行高度的辐射剂量主要是由次级粒子产生，其中中子产生的辐射剂量占总辐射剂量的50%以上。空气簇射的示意图

02宇宙线能到达地面触及我们吗

由于地球受到磁场的保护，使得带电粒子在两极之间反弹，形成两个巨大的高能电子和高能质子的甜甜圈状带。地球的磁场还可以偏转一些宇宙线，从而保护我们免受太阳风暴的影响。

地球辐射带示意图

地球磁场保护地球

不过还有一些“溜进”地球磁极大气层中的宇宙线粒子可以产生令人炫目的多彩极光。这些高能粒子与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。

飞行器捕获到的南极极光

美国阿拉斯加极光

宇宙辐射是太阳系外的初级光子和α粒子与地球大气成分相互作用时产生的电离辐射。但这些辐射最终只有极少部分能够携带部分剩余的能量照射在地球表面生活的各种生物的身上。

地球大气吸收辐射

尽管绝大部分的射线已经被阻隔在外，但是地球表面的生物时时刻刻都是处在射线的照射之下。太空环境下，宇宙辐射强度超过人体能够接受的范围，会导致人类无法正常生存。而地面的宇宙辐射强度却在人类可以直接接受的范围。

03不同航线受到的辐射大小不同

宇宙线对人体的影响取决于吸收的量、粒子种类、能量和特定的身体部位。一般采用生物学辐射计量单位西韦特（Sv）来衡量辐射的健康风险，1Sv意味着有5.5%的机会在以后的生活中最终发展为辐射引起的癌症。通常认为，世界上平均每个人受到的天然辐射的年平均有效剂量是2.4mSv，这些天然辐射包括宇宙射线、地表的电离辐射、通过饮食摄入的天然放射性核素和在室内外吸入的放射性氡气。

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