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出典検索?: "ヴァン・アレン帯" ? ニュース ・ 書籍 ・ スカラー ・ CiNii ・ J-STAGE ・ NDL ・ dlib.jp ・ ジャパンサーチ ・ TWL（2012年6月）
ヴァン・アレン帯の模式図 ヴァン・アレン帯の二重構造。内側の赤色の領域は陽子が多く、灰色の領域は電子が多い。楕円形に潰れた分布をしており赤道近くの低軌道では広い安全圏が確保されていることがわかる。

ヴァン・アレン帯（ヴァン・アレンたい、英: Van Allen radiation belt）とは、地球の磁場にとらえられた、陽子（陽子線）、電子（ベータ線）からなる放射線帯。

1958年にアメリカ合衆国が打ち上げた人工衛星エクスプローラー1号に搭載されていたガイガーカウンターの観測結果より発見された[1]。名称は発見者であるアメリカの物理学者、ジェームズ・ヴァン・アレンに由来する[1]。
概要

ヴァン・アレン帯は地球を360度ドーナツ状にとりまいており、内帯と外帯との二層構造になっている[1]。赤道付近が最も層が厚く[1]、極軸付近は層が極めて薄い。内帯は赤道上高度2,000 - 5,000kmに位置する比較的小さな帯で、陽子が多い[1]。外帯は10,000 - 20,000kmに位置する大きな帯で、電子が多い[1]。
ヴァン・アレン帯の起源と地球

太陽風や宇宙線からの粒子が地球の磁場に捕らわれて形成されると考えられている[1]。電子は太陽が起源、陽子は宇宙線が起源とされている[1]。地磁気の磁力線沿いに運動しており、北極や南極では磁力線に導かれ、進入してきた粒子と大気が相互作用を引き起こすことによってオーロラが発生する[1]。オーロラはヴァン・アレン帯の粒子が原因であるため太陽活動が盛んなときは極地方以外でも観測されることがある[2]。地球以外にも磁場を持つ惑星である木星、土星、天王星で存在が確認されている。
ヴァン・アレン帯と宇宙飛行 ヴァン・アレン帯を構成するアルファ線（ヘリウムの原子核の流れ）やベータ線（電子の流れ）は放射性物質による核分裂反応や核融合反応によって発生するガンマ線（電磁波）とは異なり、紙や金属板を通り抜けられない。

低軌道を超えると宇宙船はヴァンアレン帯に入る。

ヴァンアレン帯の内側と外側の間の領域は、地球半径2?4にあり、「セーフゾーン」と呼ばれることもある。[3][4]

よくヴァンアレン帯の放射線は簡単に遮蔽できると言われるが、実際には荷電粒子自体は遮蔽できても遮蔽体に当たった際ガンマ線や中性子線といった二次放射線が生じるため、防護は容易ではない。[5][6]

アポロ計画は、人間がヴァンアレン帯を通過した最初の出来事だった。[7]この時問題なく通過できたのは、ヴァンアレン帯を短時間で通過し、内側の放射線帯を迂回する軌道をとったためである。[8][9] 宇宙飛行士の全体的な被ばく量は、地球の磁場の外にある太陽粒子が多くを占めた。宇宙飛行士が受ける総放射線量はミッションごとに異なるが、0.16?1.14 rad（1.6?11.4 mGy）と測定され、米国原子力委員会の年間5レム(50 mSv)の基準をはるかに下回っている。[a][10]
ヴァン・アレン帯と人工衛星

化学推進ではなくイオンエンジン等加速の小さい電気推進を用いて軌道を投入する場合、通過に時間がかかりその被ばく量は無視できないものとなる。[11]

比推力を落とし推力を増やせば通過日数を短縮できるがその分燃費は悪化する。

太陽電池、集積回路、およびセンサーは、放射線によって損傷を受ける可能性がある。