空间辐射是指来自空间带电粒子的辐射，其强度与太阳的活动密切相关。主要有地球辐射带、太阳宇宙线、银河宇宙线等的辐射。这些高能带电粒子对人体、材料和元器件都有破坏作用，影响空间飞行安全。

空间辐射环境包括空间天然和人工产生的电离辐射和非电离辐射。天然非电离辐射源主要来自于太阳的光辐射和射频辐射，而对生物机体能造成严重损伤的辐射主要来自于空间电离辐射。月球基地任务中，空间天然的电离辐射源主要包括银河宇宙辐射和太阳粒子事件。人工辐射源是基地中使用的辐射源，包括核反应堆、γ射线高度计和各种空间实验仪器及放射性同位素等。

空间电离辐射环境与地面常见的辐射源的主要区别在于：

1）粒子类型不同，空间辐射粒子包含元素周期表中几乎所有元素的核，且带有与原子序数相同的电荷；

2）能量范围不同，空间辐射粒子的能量范围很宽，约103~1020eV，且为连续能谱，而地面加速产生粒子的基本为单能量粒子；

3）入射方向不同，空间辐射粒子从4π立体角度同时入射到作用物质，而地面加速器产生的粒子在某一时刻只能单向入射；

4）辐射环境不同。空间辐射环境不是恒定的，其强度随时间和空间而变化，尤其是太阳粒子事件是随机发生的，发生时间和事件粒子注量（指粒子注量为不论以任何方向进入以该点为中心的小球体的粒子数目）难以预报，因此暴露在空间的时间越长，遇到太阳粒子事件的概率越大。

银河宇宙辐射可能起源于超新星爆炸，是被星际间磁场加速而到达近地和近月等空间的高能带电粒子流，也是载人航天任务的重要辐射源之一。银河宇宙辐射的主要成分为约83%的质子（氢核）、约13%的a粒子（氢核）、约1%的重离子（电荷数大于2的元素周期表中其他元素的原子核）和约3%的银河宇宙辐射电子和介子。银

河宇宙辐射的粒子能谱范围很宽，约105~1020eV，甚至更高。它受到太阳活动周期的调制作用，在地球磁场外的空间，银河宇宙辐射能量大于30 MeV的粒子注量率（指空间一定点上单位时间内接收到的不论以任何方向进入以该点为中心的小球体粒子数目除以该球体的最大截面积所得的商）在太阳活动极小年约为4.5/cm-2·s-1，在太阳活动极大年约为2/cm-2·s-1。注量率较高的粒子能量为102~105MeV，贯穿能力极强，一般质量厚度难以屏蔽，如3g/cm2的铝屏蔽内，约75%的剂量当量是能量E<1 GeV/核子的宇宙辐射粒子产生的。因此银河宇宙辐射危害最重要的能量范围是0.1~1 GeV/核子，所有的辐射危害是由能量低于约10 GeV/核子的宇宙辐射粒子造成的。

尽管银河宇宙辐射中重离子的注量率远低于质子，但其电离能力很强。当重离子贯穿物质时，沿重离子的路径会产生很高的能量沉积率（能量沉积是一种能量给出的过程，在这个过程中射线把自己的能量传递给一个特定体积的物质，能量沉积率是指这种给出的过程比率），从而造成生物细胞的损伤和微电子器件的失效。此外，重离子可与屏蔽材料中的原子发生核作用，产生次级粒子，在一定条件下，屏蔽不仅无法降低辐射的剂量，反而随着屏蔽材料的加厚，而增加次级粒子辐射剂量。

太阳色球层有时会发生局部区域短暂增亮的现象，该现象称为太阳耀斑。太阳耀斑一般持续30~50 min，同时发射出高强度电磁辐射和高能带电粒子流，从光学观测到太阳耀斑再到带电粒子流到达近地或近月空间可能需要几十分钟，甚至更长，该事件称为太阳粒子事件（solar particle events，SPE），由于该带电粒子流的主要成分是质子，因此也称为太阳质子事件或太阳爆发。仅有部分太阳粒子事件产生的高能粒子能到达地球和月球空间。这与爆发的位置有关。然而，太阳粒子事件虽然在地球上可探测到，但还不能预测何时发生、持续时间及粒子总注量。

太阳发射的高能粒子辐射主要是质子和电子，其次是α粒子。α粒子与质子的注量之比一般随事件而变化．有的事件达到约0.1，有的则小于0.01，有些粒子事件中还测量到了碳、氮、氧等重离子（约占α粒子的1/60），还有数量更少的电荷数为20~30的重离子。一般来说，“小事件”的成分变化较大，“大事件”的成分更趋于一致。

太阳粒子事件是随机发生的，每个太阳周期约有30~50次重要的粒子事件发生。尽管太阳粒子事件与太阳黑子数间没有对应关系，但多数太阳爆发发生在大的黑子群。太阳活动极小年太阳爆发或粒子事件相对较少，太阳活动极大年太阳爆发相对较多。

每次太阳粒子事件发生的强度与能谱都是不同的，能量低于0.5 GeV的事件称为非相对论事件，反之称为相对论事件。

描述空间电离辐射的剂量学量（电离辐射剂量学的物理量）主要有吸收剂量和剂量当量。

吸收剂量在辐射剂量学和辐射防护领域中有着很重要的地位，它一般用于各种类型的电离辐射和任何一种被照射的物质，同时也适用于内照射和外照射，它是描述辐射能在物质中沉积多少的一个量。吸收剂量是单位物质内沉积的平均电离辐射能，其单位是焦耳每千克（J/kg），称为戈瑞（Gy），1 Gy=100 rad（拉德）。

如果吸收剂量相同，由于辐射的类型或能量不同或照射条件不同所产生的生物效应也不同。辐射防护最核心的问题是人体受到各种辐射照射后的效应，因此引入了剂量当量的概念。在所关心的人体组织中某一点的剂量当量H是吸收剂量D、品质因数Q及其修正系数N的乘积，即H=D·Q·N，其单位是希沃特（Sv），过去曾用单位是雷姆（rem），1 Sv=100 rem。

电离辐射对人体和材料的辐射损伤机理为：电离辐射与物质相互作用，并在物质内部引起原子的电离、激发、核反应和化学反应。

辐射对人体的影响主要表现在两个方面：严重的短期影响；有延迟的长期影响。其中长期影响是空间辐射的主要危害，典型的有癌症、遗传性疾病等。

短期影响主要发生在接受辐射后的几天，甚至更短的时间内，主要症状表现为辐射病的症状，如恶心、呕吐、身体不适、食欲不振和疲劳等。在高电离辐射剂量下。大约两周的潜伏期后，还会出现腹泻、出血、脱发等症状。

长期影响一般在受到辐射数月或数年后才会显现，主要危害包括人体组织遭到破坏，产生癌症、白内障、生殖系统影响和后代发育畸形等。高能空间辐射将对细胞造成生物损伤，包括细胞死亡、细胞变异和细胞瘤变异等。细胞瘤变异将导致肿瘤产生，甚至癌变。

电离辐射环境同样也会对设备与表面材料产生影响。对于半导体微电子而言，重离子穿过或质子发生核作用将导致设备状态的改变，即产生各种类型的短时间或永久性的单事件效应（又称单粒子效应，是指高能带电粒子在器件的灵敏区内产生的大量带电粒子现象），如扰动、烧毁等。在众多航天活动中，典型的辐射对设备的影

响有，单粒子效应影响太阳电池阵半导体材料构成的光电单元，从而缩短电池阵寿命，电离粒子导致敏感器和视觉探测器的虚假背景噪声等。此外，辐射还会导致光学器件的暗色化和表面热特性变化（如辐射器），但不会改变材料的力学性能。目前辐射环境对设备与材料的影响还缺乏有力的数据支撑。