近地空间飞行器搭载微生物及植物的研究进展

人类研究和探索外层空间的愿望自古有之.随着空间技术的进步,人类已经进入外层空间,并开始在那里进行科学研究.在地球稠密大气层(大约距离地球表面100 km)之外的外层空间,有着高真空、长期微重力及宇宙射线辐射和高能重粒子辐射等地球上没有的环境因素,为进行生命科学的研究提供了独特的条件.空间飞行器搭载实验是生物空间效应研究的重要手段.通过研究空间条件下各种生物体的多种变化,可以进一步揭示生命的奥秘,进而为人类征服空间服务.迄今为止,绝大部分航天搭载实验是在较低的地球轨道(低于1　000 km)进行的.在近地轨道飞行时,由于地磁场的屏蔽,高能重粒子辐射强度大为减小,真空度也远不及星际空间高,但仍远高于地面水平.近地轨道长期的微重力和多种辐射的共同作用能对生物体产生多方面的影响.下面就从微生物和植物两个方面叙述空间搭载实验的研究进展.

民航飞行人员宇宙辐射受照剂量的估算

目的计算被检测飞行人员个人宇宙辐射年均受照有效剂量.方法 根据飞行指令数据使用美国联邦航空署开发的软件CARI-6,计算飞行航线的宇宙辐射有效剂量和乌鲁木齐地区地面的宇宙辐射有效剂量率, 由运行软件输出数据计算个人年均受照有效剂量. 结果乌鲁木齐地区地面个人年均受照有效剂量为0.420 mSv,新疆航空公司全部航线1997～1999年平均宇宙辐射有效剂量率为2.381 μSv*h-1 (0.33～3.64 μSv*h-1).被检测飞行人员年均受照有效剂量为2.193 mSv*a-1(0.887～4.419 mSv*a-1).结论 估算的234个受检飞行人员的年均受照有效剂量均小于国际放射防护委员会(ICRP)建议的限值20 mSv*a-1.

高空宇宙辐射受照有效剂量率简便估算方法

目的探讨一种可用于民航飞行人员宇宙辐射有效剂量率估算的简便算法.方法在PC机Windows 操作系统用Object Pascal语言,根据本文介绍的简便算法编制程序计算不同海拔、不同地理位置的宇宙辐射有效剂量率, 并将计算结果与CARI-6 和FLUKA的结果比较.结果简便算法计算结果与CARI系统和FLUKA计算结果很一致, 在与CARI比较的3组数据中, 误差在25%之内的数据比例分别是76%, 71%和100%. 在与FLUKA比较的一组数据中,误差全在20%之内.结论简便估算法可用于海拔为7 000～20 000 m的飞行空间的宇宙辐射有效剂量率估算.

大气层中民航飞行空域宇宙辐射有效剂量率估算方法研究

目的 根据国家标准<电离辐射防护与辐射源安全基本标准>(GB 18871-2002),为了保护民航飞行人员,应该对其飞行过程中受到的宇宙辐射剂量进行监测,为此本文提出一种计算大气层中宇宙辐射剂量率的方法.方法 在大量实验和计算数据的基础上,推导出计算从海平面至25 km高度地球大气层中任意位置宇宙辐射剂量率的基本计算公式.宇宙辐射剂量率是海拔、地磁截止刚度和太阳活动日心压的函数.结果 用该方法计算了10 km高度不同经度和纬度138个位置的宇宙辐射有效剂量率,并和美国联邦航空署的软件CARI-6的计算结果进行了对比,两组数据的差别在12.56%之内.结论 该方法计算精度满足民航飞行宇宙辐射防护监测的要求.

飞行人员宇宙辐射估算与实验测量的比较研究

目的 为了保护民航飞行人员的身体健康,对其在飞行过程中受到的宇宙辐射剂量进行监测,并对估算系统和实际剂量计测定值准确性进行对比研究.方法 选定11个往返航班的飞行员佩戴个人剂量计并检测辐射受照水平,同时采用美国民航局开发的宇宙辐射剂量估算系统CARI-6软件计算相同航线飞行员宇宙辐射受照水平,并对上述两种方法结果进行比较.结果 7条国际航线计算机模拟与实测数据准确度比值为1.06±0.32,2条国内航线计算机模拟与实测数据准确度比值为0.82±0.08,国际往返航班所受大辐射剂量率为4.12 μSv/h,国内往返航班所受大辐射剂量率为2.26 μSv/h.结论 两种方法有较好的符合度.飞行员受到的千小时宇宙辐射有效剂量在ICRP和我国国家标准建议的限值以下,但对可能受到较高宇宙辐射的飞行员仍应采取预防措施.

民航飞行人员的血清过氧化脂质水平

目的观察职业性受高空宇宙射线照射的民航飞行人员血清过氧化脂质水平及抗氧化能力.方法以化学比色法测定血清过氧化脂质、超氧化物歧化酶及总抗氧化活性;以宇宙辐射航线有效剂量计算软件CARI-6估算有效剂量.结果飞行人员血清过氧化脂质、超氧化物歧化酶、总抗氧化活性均显著高于地面人员(P＜0.05).随着年均飞行小时、年均有效剂量的增加血清过氧化脂质水平有增加的趋势,但和累积飞行小时累积有效剂量及飞行人员的年龄没有平行关系.近期内飞行连续性变化,过氧化脂质水平也呈现相应的动态变化.结论飞行人员体内脂质受到宇宙射线的氧化损伤,同时机体的抗氧化能力代偿性增强;近期飞行负荷、受照射频率明显影响血清过氧化脂质水平;过氧化脂质或可作为飞行人员辐射防护的监测指标.

云南省部分地区环境放射性水平调查及居民所受外照射剂量估算

目的 探讨云南省部分地区的环境放射性水平及所致居民外照射剂量.方法 通过对表层土壤、近地面空气气溶胶和水中放射性核素的γ能谱测量分析,利用卫生系统全国土壤调查中选用的模式,估算环境中238U、226Ra、232Th、40K和137Cs所致居民的受照剂量.利用美国航空管理局的CARI-6软件,估算了调查地区居民的宇宙辐射剂量.结果 调查地区近地面空气气溶胶和水样中各核素比活度都低于探测下限.土壤中放射性核素所致居民人均外照射年有效剂量为0.5206 mSv/年,其中,0.52 mSv/年来自土壤中天然放射性核素,0.6μSv/年来自土壤中137Cs.宇宙辐射所致居民剂量为0.61 mSv/年.结论 宇宙辐射和土壤中天然辐射对居民所受外照射剂量贡献为99.95％,人工放射性核素137Cs所致居民的外照射剂量贡献仅为0.05％.

测量高空宇宙辐射及扣除γ贡献的方法

以往测量大水面和低空的宇宙辐射时,采用高压电离室和闪烁辐射仪的联合测量方法.根据两种仪器对宇宙辐射及γ辐射响应的显著不同,来扣除γ辐射对高压电离室读数的贡献.测量12 km以上的高空宇宙辐射时,只能用歼教机载轻便的FD-3013进行测量.这是因为国内运输机的飞行高度高可达12 km左右,而歼教机可飞行的更高,但歼教机舱内空间小,不可能再用RSS-111测量.笔者探讨了用FD-3013测量宇宙辐射的方法及其如何扣除歼教机本身的γ辐射对仪器读数贡献的问题.

新疆地区飞行人员宇宙辐射受照剂量的估算分析

目的为了宇宙辐射防护管理,计算飞行人员个人宇宙辐射年均受照有效剂量. 方法根据飞行指令数据使用软件CARI-6计算飞行航线的宇宙辐射有效剂量和乌鲁木齐地区地面的宇宙辐射有效剂量, 由此计算个人年均受照有效剂量. 结果乌鲁木齐地区地面个人年均受照有效剂量为0.420 mSv·a-1,新疆地区全部航线1997至1999年年均宇宙辐射有效剂量率为2.381 μSv·h-1 (大3.640 μSv·h-1,小0.330 μSv·h-1),被检测飞行人员年均受照有效剂量为2.193 mSv·a-1(大4.419 mSv·a-1,小0.887 mSv·a-1). 结论估算的234个受检飞行人员的年均受照有效剂量均小于国际放射防护委员会(ICRP)建议的限值20 mSv·a-1.

空间环境对黑色素瘤细胞基因表达谱的影响

目的 探讨空间环境对黑色素瘤B16细胞基因表达谱的影响. 方法 利用"细胞在常温条件下长期存活装置"将B16细胞进行无源搭载.返地后常规培养,以常规培养的野生型B16细胞及地面装置组作为对照,甲基噻唑基四唑法测定细胞生长曲线,基因芯片分析细胞18 240个基因的差异表达. 结果 搭载细胞返地培养后,与对照组细胞相比,生长速率差异没有显著性意义.与常规培养的对照相比,地面装置组细胞及空间组细胞分别有61及156个基因发生明显改变;其中35个基因为地面装置组及空间组细胞二者共同与常规对照组细胞差异表达,30个基因为空间培养细胞与地面装置组细胞之间差异表达;差异表达的基因涉及Wnt及Ca2+等信号传导途径. 结论 空间环境作用后,B16肿瘤细胞基因表达改变,一些信号传导途径及能量代谢表现为对空间环境较为敏感.

飞行人员宇宙辐射受照剂量计算机估算系统

目的为了保障机组人员健康和飞行安全,研究开发宇宙辐射剂量计算机估算系统.方法先通过模拟和测量数据,根据给定日期、地理坐标和海拔计算剂量率,然后按照飞行信息计算航程有效剂量.结果用该系统计算的剂量率和航线剂量的数值结果满足国际放射防护委员会60号出版物的精度要求.结论该计算机宇宙辐射剂量估算系统适用于航空公司辐射防护管理.

19 MeV质子辐照小鼠损伤效应研究

目的 探讨质子辐照对小鼠死亡率及主要器官损伤病理学改变的影响,为保证载人航天航天员的健康和生命安全提供参考. 方法 ICR小鼠,体重20～22g,随机分为对照组和辐照剂量分别为4、8、16和32 Gy 4个辐照组,用氯胺酮(0.05ml/只)麻醉,将小鼠用透明胶粘住鼠尾和后肢,两只并排,将背部固定于辐射范围内(7.5cm2).采用中国原子能科学研究院的北京HI-13串列加速器加速的19meV质子,轰击1.3mg/cm2的Au靶,在大气环境下对小鼠进行均匀辐照.辐照后常规测定各组外周血网织红细胞的变化,同时观察小鼠死亡率.辐照第14天,动物再次称重后活杀,行解剖学和光镜检查. 结果 发现32 Gy质子照射组小鼠(n=4)在14d内全部死亡,16 Gy质子照射组小鼠14d内死亡1/5,4和8 Gy组小鼠30d内全部存活.在照射小鼠背部7d后出现损伤带,表现为随着剂量的增加,损伤带脱毛、皮肤灼伤程度加重.照射后小鼠外周血网织红细胞明显增多,脾小体明显缩小,骨髓出血、水肿、坏死,造血细胞减少,肺组织出血、水肿,细胞数量减少,皮肤变性、水肿,皮肤表皮和真皮纤维组织增生,表皮局部坏死脱落,毛囊和皮脂腺减少,睾丸曲细精管生精上皮细胞部分变性、坏死. 结论 本研究证实质子辐射对小鼠血液网织红细胞动态变化和死亡率及主要器官损伤病理学改变的影响明显,迫切需要深入研究.

航天辐射危害及其防护剂研究进展

目的综述国内外航天辐射危害及防护剂研究的进展,提出加强防护剂研究的建议. 资料来源与选择国内外有关航天辐射剂量、生物效应的数据以及航天辐射防护剂研究的文献. 资料引用相互和独立地引用文献资料,共引用23篇参考文献. 资料综合就载人航天辐射危害、航天辐射损伤的生物学效应以及航天辐射防护剂研究发展方向等3个方面进行综合. 结论航天辐射防护剂研究应予加强.

民航飞机座舱中宇宙辐射中子剂量与飞行高度和地磁纬度关系探讨/中国国际航空公司乘务员的机上急救训练/提高机场应急救援能力,减少旅客意外伤害——"9.10"大型客机成功迫降虹桥机场事件浅析

飞行环境及膳食对飞行员健康状况的影响

飞行员是空军战斗力的主体,他们既是国防建设的特殊人才,也是空军作战高级指挥员的重要来源,在空军建设发展全局中具有无可比拟的地位.为了加强和保障飞行员的身心健康,提高飞行员的健康水平,延长飞行员的飞行寿命,亟需强化对这个特殊群体进行健康保障等方面的研究,这也是空军后勤相关医疗单位义不容辞的责任.该文探讨飞行环境及飞行员膳食等对其健康状况的影响,努力为促进飞行员的健康保驾护航.

2007年某航空公司飞行人员宇宙辐射水平估算

为了解飞行人员宇宙辐射水平,使用美国民航局开发的CARI-6软件,根据飞行指令数据,计算2007年某航空公司所有飞行航线的宇宙辐射有效剂量及个人年均有效剂量.结果 显示,该公司的459条航线2007年平均宇宙辐射有效剂量率为1.90μSv/h,各个航线中,飞行一次的有效剂量为0.45～11.8μSv.飞行员和乘务人员个人的大年有效剂量分别为1.90、2.66 mSv,均低于国际放射防护委员会(ICRP)建议的限值.

宇宙辐射对民航飞行人员淋巴细胞微核率的影响

目的 探讨宇宙辐射对民航飞行人员细胞遗传学指标的影响,为辐射防护提供依据.方法 用胞质分裂阻滞微核法观察宇宙辐射对外周血淋巴细胞微核率的影响.采集150名健康飞行人员和32名地面对照人员的外周静脉血,在含植物血凝素的RPMI 1640培养基中37 ℃培养38～44 h,加入细胞松弛素-B继续培养至72 h.经低渗、固定、涂片、染色,每例观察500个双核淋巴细胞中的微核.结果 (1)飞行人员双核淋巴细胞微核率(MNF)(16.15±0.33)‰、微核细胞率(MNCF)(13.66±0.21)‰与地面人员MNF(11.48±0.50)‰、MNCF(10.42±0.57)‰相比,差异有显著性(P<0.01);(2)MNF、MNCF与飞行人员的工龄、累积飞行小时和年龄呈反相变化;(3)飞行人员经1个月的休假后,MNF、MNCF均低于连续飞行组,与连续飞行组比较,两组间差异有显著性(P<0.05),但近1个月未飞行组的MNF、MNCF仍显著高于地面组;(4)在去除年龄、性别等影响因素后,未发现吸烟增加飞行人员的微核;(5)无论飞行组还是地面组,男女性别间微核差异无显著性(P>0.05).结论 宇宙辐射能引起民航飞行人员遗传学指标变化;胞质分裂阻滞微核法能够灵敏地反映近期内飞行负荷的差别,可用于监测辐射损伤.

近一个太阳活动周期内飞行人员宇宙辐射水平的评估

目的 计算近一个太阳活动周期内(1997 - 2007年)飞行人员每年的宇宙辐射受照水平,为制定飞行人员的辐射防护管理措施提供依据.方法 根据460条飞行航线数据,用民航宇宙辐射剂量计算系统CARD计算飞行人员飞行过程中受到的宇宙辐射有效剂量.结果 近一个太阳活动周期内,在460条航线中,一次飞行过程中受宇宙辐射有效剂量大为18.00 μSv,小为0.37 μSv.460条航线年均有效剂量率在2007年大,为1.91 μSv/h,该年,飞行员的个人年均有效剂量大为1.91 mSv,乘务员大为2.67 mSv.结论 在近一个太阳活动周期内,飞行员和乘务员宇宙辐射年均受照有效剂量都在国际辐射防护委员会(ICRP)建议的限值之内.

高空环境对民航飞行人员细胞遗传学指标的影响

目的 探讨宇宙辐射对民航飞行人员遗传学指标的影响,为辐射防护提供理论依据.方法 用胞质分裂阻滞微核法观察宇宙辐射对外周血淋巴细胞微核率的影响.采集150名健康飞行人员和32名地面对照人员的外周静脉血,在含植物血凝素(PHA)的RPMI1640培养基中37℃培养38～44h,加入细胞松弛素-B继续培养至72h.经低渗、固定、涂片、染色,每例观察500个双核淋巴细胞中的微核.结果 (1)飞行人员的双核淋巴细胞微核率(MNF)(16.15‰±0.33‰)、微核细胞率(MNCF)(13.66‰±0.21‰)与地面人员的MNF(11.48‰±0.50‰).MNCF(10.42‰±0.57‰)相比,差异有非常显著性(P<0.01);(2)飞行人员的MNF、MNCF与年飞行小时呈线性相关;(3)MNF、MNCF随飞行人员的工龄、累积飞行小时和年龄呈反相变化;(4)飞行人员经一个月的休假后,MNF、MNCF均低于连续飞行组,与连续飞行组比较,两组问差异有显著性(P<0.05),但近一个月未飞行组的MNF、MNCF仍显著高于地面组;(5)在去除年龄、性别等影响因素后,没有发现吸烟增加飞行人员的微核;(6)无论飞行组还是地面组,男女性别间微核差异无显著性(P>0.05).结论 宇宙辐射能引起民航飞行人员遗传学指标变化.胞质分裂阻滞微核法能够灵敏的反映近期内飞行负荷的差别,可作为近期辐射损伤的监测指标.

宇宙辐射对飞行人员健康的影响研究进展

宇宙辐射对飞行人员的健康有不良影响.已知,宇宙辐射可产生致癌效应,可对中枢神经系统、生殖和遗传、免疫系统等产生损伤,已引起学者的重视.笔者就近年来现代医学关于宇宙辐射对飞行人员健康的影响研究进展作一综述,仅供参考.