近日，关于BTN-M2设备防护屏对抗宇宙中子有效性的测试工作已经正式开始。这一测试是在国际空间站俄罗斯部分进行的，旨在评估防护屏对中子辐射的屏蔽效果。
国际空间站俄罗斯部分BTN-中子实验设备的位置
据悉，BTN-中子实验第二阶段于2024年12月3日在国际空间站正式启动。自2007年以来，BTN-M1科学设备一直安装在Zvezda模块的外表面，用于记录中子和伽马辐射。而为了补充这一功能，BTN-M2设备被安装在Nauka多功能实验室模块的压力舱内。
自去年12月以来，BTN-M2设备已经开始收集Nauka模块上的中子通量数据。这些数据来源于地球大气层上层和空间站本身物质中的核反应，同时也受到银河系和太阳高能带电粒子流的影响。通过Zvezda模块外的BTN-M1设备与Nauka模块内的BTN-M2设备的同步测量，科学家们能够评估当前太阳活动周期阶段国际空间站上地球表面各个区域上方的辐射背景中子成分。
2025 年 2 月 12 日，国际空间站 RS Nauka 舱内 BTN-M2 设备安装防护屏前(左)和安装防护屏后(右)的全景图
为了进一步研究中子屏蔽方法的有效性，科学家们决定临时改变BTN-M2设备的配置，并安装了防护屏。这些屏幕由俄罗斯航天局宇航员Alexey Ovchinin和Ivan Wagner于2025年2月12日成功安装。随后，从“穿戴整齐”的BTN-M2设备中获得的遥测信息充分证实了所提出的中子屏蔽方法有效性的初步理论估计。
计数 BTN-M2 装置中快中子(左)和超热中子(右)的氦探测器光谱。黑色和红色对应有屏幕和无屏幕的测量值。
测试结果显示，快中子和超热中子的屏蔽效率因子分别为3.4和5.0。这一结果通过计数BTN-M2装置中快中子和超热中子的氦探测器光谱得出，其中黑色和红色分别对应有屏幕和无屏幕的测量值。
此次测试的成功不仅证实了俄罗斯科学院空间研究所与联合核研究中心同事提出的防护宇宙中子方法的可行性，也进一步验证了该方法基于美国国家航空航天局月球卫星LRO上的LEND中子望远镜数据的可靠性。该方法曾用于绘制月球极地风化层中水冰的质量分数，并在《科学》杂志上发表。
随着国际空间站继续对各种太阳活动状况进行中子屏蔽研究，目前太阳活动正处于11年周期的高峰期。此类研究还计划在有前途的俄罗斯轨道站ROS上继续进行。ROS的极地轨道将允许科学家们在极地辐射背景增强(与行星际空间背景相当)的条件下测试防护措施，为未来的太空探索和人类居住提供更为安全的保障。
