質子輻射是一種由一定能量的質子組成的粒子輻射，主要存在于太空輻射中。它的能量范圍通常在1至1000 MeV之間，是太陽質子事件（SPE）和銀河系宇宙射線（GCR）的主要成分之一。質子輻射具有較強的穿透力，會對人體健康和電子元器件造成顯著影響。
影響及防護
人體健康
質子輻射能夠使受作用物質的分子或原子產生電離，進而引發一系列變化。當作用于人體或生物體時，可能會導致組織細胞的死亡或變異，從而產生多種健康問題。這些危害的程度取決于輻射的物理特性以及個體的生物學特征。質子輻射可以通過兩種途徑對生物體內的活性物質，特別是細胞核中的脫氧核糖核酸（DNA），產生損傷。一種是直接作用于DNA，通過電離過程對其造成傷害；另一種則是通過與細胞中的水分子相互作用所產生的自由基，間接地損害生物活性物質。這種輻射可能導致DNA突變、染色體畸變、細胞變異和細胞凋亡等一系列后果。具體的健康問題包括癌癥、輻射遺傳效應、白內障、造血器官損傷、皮膚損傷、免疫系統功能下降、神經系統的損傷、食欲不振和惡心嘔吐等癥狀。
電子器件
質子輻射進入微電子器件后會產生電離作用，這可能會影響微電子電路的工作狀態，甚至導致錯誤或失效。這一現象被稱為單粒子事件，其中包括單粒子翻轉、單粒子鎖定和單粒子失效三種類型。單粒子翻轉指的是宇宙射線或輻射帶中的高能帶電粒子撞擊微電子器件時，在器件內部短時間內產生大量電子-空穴對，最終導致器件工作狀態的瞬間反轉。這種情況通常不會導致器件永久失效，而是產生暫時性的軟故障。然而，隨著器件集成度的提高，單粒子翻轉事件的發生概率也隨之增加。單粒子鎖定事件發生在CMOS電路中，當高能帶電粒子穿過芯片時，會在P阱襯底結中積累大量電荷，導致瞬時電流流過電阻并產生電壓降，從而使寄生晶體管導通，進而引發鎖定事件。如果電流過大，就有可能導致器件燒毀，也就是單粒子失效事件。一旦出現鎖定現象，器件無法自行恢復正常狀態，除非采取斷電后再重啟的操作。
防護
對于不同能量級別的質子輻射，其防護方法也有所差異。低能質子（低于10 MeV）相對容易防護，而高能質子則因其強穿透性而難以防護。例如，10 MeV的質子需要約0.06厘米厚度的鋁才能完全吸收，而100 MeV的質子則需要大約3.7厘米厚的鋁，1000 MeV的質子則需要高達150厘米厚的鋁來進行有效防護。
參考資料 >
質子輻射 .質子輻射 .2024-11-04
質子輻射 .質子輻射 .2024-11-04
質子輻射 .百度.2024-11-04