A radiação cósmica primária consiste em uma mistura de prótons de alta energia (~ 87%), partículas alfa (~ 11%), elétrons de alta energia (~ 1%) e um traço de núcleos mais pesados (~ 1%). A energia dessas partículas varia entre 10 8 eV e 10 20 eV. Uma fração muito pequena são partículas estáveis de antimatéria , como pósitrons ou antiprótons . A natureza precisa dessa fração restante é uma área de pesquisa ativa.
Posteriormente, um grande número de partículas secundárias , em particular, nêutrons e íons carregados, é produzido como resultado de interações entre partículas primárias e a atmosfera da Terra. Os raios cósmicos interagem com os núcleos da atmosfera e produzem também nêutrons de alta energia . De acordo com a UNSCEAR, a fluência de nêutrons é de 0,0123 cm -2 s –1 no nível do mar para uma latitude geomagnética de 45 N. Com base nisso, a dose anual efetiva de nêutrons no nível do mar e a 50 graus de latitude é estimada em 0,08 mSv(8 mrem). Vale ressaltar que, nas proximidades de objetos maiores e mais pesados, como edifícios ou navios, o fluxo de nêutrons mede mais alto. Esse efeito é conhecido como “assinatura de nêutrons induzida por raios cósmicos” ou ” efeito de navio “, como foi detectado pela primeira vez com navios no mar. Os raios cósmicos criam chuvas na atmosfera que incluem um amplo espectro de nêutrons, múons e prótons secundários. Os nêutrons secundários podem ser de uma energia muito alta e podem induzir eventos de fragmentação em materiais ao nível do solo. Portanto, na vizinhança de objetos maiores e mais pesados, esses múltiplos nêutrons produzidos em eventos de fragmentação são chamados de nêutrons de “efeito navio” .
