惠子

2013年，為了弄清楚來自太陽風(fēng)和宇宙射線的輻射對飛行人員會有多大的影響，NASA開啟了一個大的調(diào)查項目。研究者們將輻射傳感器安置在265架飛機上，這些飛機飛行的海拔高度能達17.3km，傳感器將時時記錄飛機在不同海拔和不同緯度所受到的宇宙輻射量。

這一項目持續(xù)時間長達4年。2017年項目結(jié)束時，研究者們從這些測量儀器里獲得了大量數(shù)據(jù)。研究表明，由于大氣更稀薄，更接近外太空，高空輻射確實比地面高很多。而且飛行時間越長、飛行高度越高，來自宇宙射線的輻射劑量就越多。

這一實驗結(jié)果符合研究者的預(yù)期。因為科學(xué)家們早就知道搭乘飛機受到的輻射劑量，取決于搭乘飛機的時間及地點。一般來說，要達到照一次X光胸片的劑量，在極地高空需要飛12.5個小時，中緯度是25個小時，赤道飛行則是100個小時。

然而，令科學(xué)家們沒有想到的是，這次研究探測的劑量遠遠超過以上標(biāo)準，至少在6次高緯度地區(qū)的高海拔飛行中，輻射量會陡然增加到科學(xué)家們預(yù)計輻射量的2倍。

比如 2015年10月3日，一架飛機從智力南部起飛，向南飛行執(zhí)行南極冰架厚度測量的任務(wù)。在飛機飛過南極半島時，飛行高度始終保持在1萬1千米，然而，當(dāng)經(jīng)過一個點時，傳感器記錄到了陡然增加2倍的電離輻射，持續(xù)時間達30分鐘。然而，這個時候，飛機沒有改變方向或者飛行高度，輻射環(huán)境為什么突然改變了呢？

不僅僅是NASA的這次研究發(fā)現(xiàn)了一些神秘的高空輻射點，韓國研究人員也發(fā)現(xiàn)了在韓國和朝鮮邊界上空，也出現(xiàn)了一些會讓輻射量陡然增加的點。研究者們將這些神秘的點稱為“輻射云”。

神秘的高空輻射

研究表明，這些輻射云一般出現(xiàn)在南北緯度在50度以上的高緯度地區(qū)，海拔一般在16.76千米以上（平流層），當(dāng)飛機經(jīng)過這些輻射云時，接觸到的輻射會是其他相同維度和相同海拔高度地區(qū)的兩倍。那么，輻射云是如何形成的呢？

一般認為，高空輻射的來源來自宇宙射線和太陽風(fēng)，但出現(xiàn)這些輻射云的地區(qū)，并沒有出現(xiàn)異常的太陽風(fēng)暴活動以及遭到更強烈宇宙射線“轟擊”，所以，輻射云的放射性物質(zhì)一定來自別處。

負責(zé)這次調(diào)查的研究專家發(fā)現(xiàn)輻射云出現(xiàn)時，往往也會出現(xiàn)磁暴，這就提出了另一種解釋。我們知道，地球磁場是一個天然的磁捕集器，它能俘獲從外層空間入射的電子和質(zhì)子，形成一個帶電粒子區(qū)域，這一區(qū)域叫范艾侖輻射帶。

范艾侖輻射帶有兩層，內(nèi)層在地面上空800～4000千米處，外層在6000千米以上。一般，在范艾侖輻射帶中，帶電粒子圍繞地球磁場的磁感線做螺旋運動，而在靠近兩極處被反射回來。這樣，帶電粒子會在輻射帶中來回振蕩，直到因粒子間的碰撞而被逐到外太空為止。然而，當(dāng)出現(xiàn)地磁暴時，帶電粒子（質(zhì)子、電子）形成的電流會沖擊地球磁場，讓范艾侖輻射帶外層的高能電子逃逸到高層大氣中，與氮、氧原子和分子發(fā)生碰撞，形成次級宇宙射線。由宇宙中的輻射源（如恒星）直接發(fā)出的輻射是初級宇宙射線。次級宇宙射線是指由初級宇宙射線撞擊其他物體（如大氣）時發(fā)出的輻射。這種次級宇宙射線可能就是輻射云形成的原因。

應(yīng)對措施

不過，現(xiàn)在這種推測還未得到證實，即便如此，這個研究依舊影響深遠。由于坐飛機是大多數(shù)人旅行的首選，這就意味著假如我們經(jīng)過這些輻射云時，會經(jīng)受更高的輻射量。比如，從倫敦到舊金山的10小時航班中，輻射量相當(dāng)于1次胸透，然而，這一旅程會有許多輻射云，一旦飛機穿過一個輻射云，就可能受到相當(dāng)于1次胸透的20分之一的輻射量，而如果沿途經(jīng)歷5個輻射云，一趟航程，你就可能多獲得相當(dāng)于一次胸透4分之一的輻射量。

雖然一次胸透的致癌風(fēng)險僅有一百萬分之一，對于我們普通人來說，并不危險。但是對于那些經(jīng)常乘坐飛機一族，比如飛行員、機務(wù)人員，以及一些懷胎不足三月的孕婦，這個輻射量依舊是非常危險的。

幸好，如果放射云是粒子從地球磁場帶泄露的結(jié)果，那么衛(wèi)星數(shù)據(jù)和機載傳感器就能夠幫助我們確定天空中這些云所在的地方，在將來，就像會避開火山云一樣，飛機可能會臨時更改航線，繞過這些輻射云。