HZEイオン

HZEイオンは、 +3 $e以上の$ 電荷を持つ銀河宇宙線（GCR）の高エネルギー核成分です。つまり、ヘリウムよりも大きな原子番号を持つ元素の核でなければなりません。

「HZE」という略語は、原子番号（H）、原子番号（Z）、エネルギー（E）に由来します。HZEイオンには、水素（電荷+ $1e$ ）とヘリウム（電荷+ $2e$ ）よりも原子番号が大きいすべての元素の原子核が含まれます。各HZEイオンは、軌道を回る電子を持たない原子核で構成されており、イオンの電荷は原子核の原子番号と同じです。その発生源は不明ですが、超新星爆発である可能性が高いと考えられています。^[¹^]

構成と豊富さ

HZEイオンは陽子に比べて希少であり、例えば、陽子がGCRの85%を占めるのに対し、HZEイオンはGCRのわずか1%を占めるに過ぎない。^{[ 2 ]} HZEイオンは、他のGCRと同様に、光速に近い速度で移動する。

宇宙線起源のHZEイオンに加えて、太陽からもHZEイオンが生成されます。太陽フレアやその他の太陽嵐の際には、より一般的な陽子とともに、少量のHZEイオンが生成されることがありますが^{[ 3 ]}、そのエネルギーレベルは宇宙線由来のHZEイオンよりも大幅に低いです^{[ 1 ] 。}

宇宙放射線は主に高エネルギー陽子、ヘリウム原子核、高Z高エネルギーイオン（HZEイオン）で構成されています。分子、細胞、組織における電離パターン、そしてその結果生じる生物学的損傷は、二次電子から低線エネルギー付与（低LET）放射線を生成するX線やガンマ線などの高エネルギー光子放射線とは異なります。

宇宙にいる間、宇宙飛行士は陽子、ヘリウム原子核、HZEイオン、そして宇宙船の部品や組織からの核反応による二次放射線にさらされます。^[⁴^]

**顕著なHZEイオン**
炭素	C
酸素	お
マグネシウム	マグネシウム
シリコン	シ
鉄	鉄

GCRは典型的には太陽系外および天の川銀河内から発生するが^{[ 5 ]}、天の川銀河外から発生するものは主に高エネルギー陽子と少量のHZEイオンから構成される。^{[ 4 ]} GCRのエネルギースペクトルのピークは、中央値エネルギーが最大で1000 MeV / Da、そして核（エネルギーは最大10 000 MeV / Da）は線量当量に重要な寄与をする。^{[ 4 ]}

HZEイオンの健康への懸念

HZEイオンは宇宙線に占める割合は小さいものの、その高い電荷と高いエネルギーにより、宇宙線の生物学的影響全体に大きく寄与し、生物学的影響に関しては陽子と同等の重要性を持つ。^{[ 2 ]}最も危険なGCRは、Fe ^{26+ （}電荷+26 $e）$ などの重イオン化核である。このような重粒子は「太陽フレアによって加速される典型的な陽子（数十から数百MeV）よりもはるかにエネルギーが高い（数百万MeV）」。^{[ 1 ]}そのため、HZEイオンは厚い遮蔽層や体組織を貫通し、「DNA分子鎖を切断し、遺伝子を損傷し、細胞を死滅させる」。^{[ 1 ]}

太陽粒子イベント（SPE）に由来するHZEイオンは、人体への放射線吸収線量への寄与はわずかです。SPE発生中は重イオンの発生量が非常に少ないため、その影響は限定的です。重イオンのダルトンあたりのエネルギーは、同じSPEに含まれる陽子のエネルギーよりも大幅に低いため、SPE発生中の宇宙飛行士の被曝線量への寄与は、圧倒的に陽子によるものとなります。^{[ 3 ]}

参照

参考文献

^ ^a ^b ^c ^d「人類は火星に行けるのか？」Science@NASAアメリカ航空宇宙局2004年2月17日. 2017年6月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年1月3日閲覧。
^ ^a ^b Schimmerling, Walter (2011年2月5日). 「宇宙放射線環境：序論」(PDF) . 地球外環境の健康リスク. 大学宇宙研究協会宇宙生命科学部. 2013年1月8日閲覧.
^ ^a ^b Kim, Myung-Hee Y.; Wilson, John W.; Cucinotta, Francis A.; Simonsen, Lisa C.; Atwell, William; Badavi, Francis F.; Miller, Jack (1999年5月). 1989年9月29日の太陽粒子イベントにおける高電荷高エネルギーイオン（HZE）の寄与（報告書）. NASAジョンソン宇宙センター;ラングレー研究センター. hdl : 2060/19990051001 .
^ ^a ^b ^c Cucinotta, FA; Durante, M.放射線発がんリスク(PDF) . NASA有人研究プログラム（報告書）. 宇宙探査ミッションにおける人間の健康とパフォーマンスリスクの証拠. NASA. pp. 122– 123 . 2012年6月6日閲覧。
^ 「銀河宇宙線」 NASA /ゴダード宇宙飛行センターNASA。1998年12月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年6月6日閲覧。

外部リンク

「線形エネルギー付与／低LET放射線」フリーディクショナリー医学2022年6月3日閲覧。

[Mars-1] 「人類は火星に行けるのか？」Science@NASAアメリカ航空宇宙局2004年2月17日. 2017年6月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年1月3日閲覧。

[Schimmerling-2] Schimmerling, Walter (2011年2月5日). 「宇宙放射線環境：序論」(PDF) . 地球外環境の健康リスク. 大学宇宙研究協会宇宙生命科学部. 2013年1月8日閲覧.

[NASA/TP-1999-209320-3] Kim, Myung-Hee Y.; Wilson, John W.; Cucinotta, Francis A.; Simonsen, Lisa C.; Atwell, William; Badavi, Francis F.; Miller, Jack (1999年5月). 1989年9月29日の太陽粒子イベントにおける高電荷高エネルギーイオン（HZE）の寄与（報告書）. NASAジョンソン宇宙センター;ラングレー研究センター. hdl : 2060/19990051001 .

[122-123-4] Cucinotta, FA; Durante, M.放射線発がんリスク(PDF) . NASA有人研究プログラム（報告書）. 宇宙探査ミッションにおける人間の健康とパフォーマンスリスクの証拠. NASA. pp. 122– 123 . 2012年6月6日閲覧。

[5] 「銀河宇宙線」 NASA /ゴダード宇宙飛行センターNASA。1998年12月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年6月6日閲覧。

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