Od pojave na Zemlji, svi organizmi su postojali, razvijali se i evoluirali pod stalnim izlaganjem zračenju. Radijacija je isti prirodni fenomen kao vjetar, plima, kiša itd.
Prirodno pozadinsko zračenje (NBR) bilo je prisutno na Zemlji u svim fazama njenog formiranja. Bilo je tu mnogo prije života, a onda se pojavila biosfera. Radioaktivnost i prateće jonizujuće zračenje bili su faktor koji je uticao trenutna drzava biosfera, evolucija Zemlje, život na Zemlji i elementarni sastav Solarni sistem. Svaki organizam je izložen radijacijskoj pozadini karakterističnoj za dato područje. Sve do 1940-ih uzrokovana je dva faktora: raspadom radionuklida prirodnog porijekla, koji se nalaze i u staništu datog organizma i u samom organizmu, i kosmičkim zracima.
Izvori prirodnog (prirodnog) zračenja su prostor i prirodni radionuklidi sadržani u prirodnom obliku i koncentraciji u svim objektima biosfere: tlu, vodi, zraku, mineralima, živim organizmima itd. Bilo koji od objekata oko nas i nas samih u apsolutnom smislu riječi su radioaktivne.
Glavna doza zračenja za stanovništvo globus prima iz prirodnih izvora zračenja. Većina njih je takva da je apsolutno nemoguće izbjeći njihovo izlaganje zračenju. Kroz istoriju Zemlje različite vrste zračenje prodire u Zemljinu površinu iz svemira i dolazi od radioaktivnih supstanci koje se nalaze u zemljine kore. Osoba je izložena zračenju na dva načina. Radioaktivne tvari mogu biti izvan tijela i zračiti ga izvana (u ovom slučaju govorimo o vanjskom zračenju) ili mogu završiti u zraku koji osoba udiše, u hrani ili vodi i dospjeti u tijelo (ovaj metod ozračivanja naziva se internim).
Svaki stanovnik Zemlje izložen je zračenju iz prirodnih izvora zračenja. To dijelom zavisi i od toga gdje ljudi žive.Nivoi radijacije na nekim mjestima na planeti, posebno tamo gdje se nalaze radioaktivne stijene, znatno su viši od prosjeka, a na drugim mjestima niži. Zemaljski izvori zračenja su kolektivno odgovorni za većinu izloženosti kojima su ljudi izloženi prirodnim zračenjem. Oni u prosjeku obezbjeđuju više od 5/6 godišnje efektivne ekvivalentne doze koju prima stanovništvo, uglavnom zbog unutrašnjeg izlaganja. Ostalo doprinose kosmičke zrake, uglavnom kroz spoljašnje zračenje.
Prirodnu radijacijsku pozadinu formiraju kosmičko zračenje (16%) i zračenje koje stvaraju radionuklidi rasuti u prirodi sadržani u zemljinoj kori, prizemnom vazduhu, tlu, vodi, biljkama, hrani, u životinjskim i ljudskim organizmima (84%). Tehnogeno pozadinsko zračenje povezano je uglavnom sa obradom i kretanjem stena, sagorevanjem uglja, nafte, gasa i drugih fosilnih goriva, kao i sa ispitivanjem nuklearno oružje i nuklearnu energiju.
Prirodno pozadinsko zračenje je sastavni faktor okruženje, koji ima značajan uticaj na ljudski život. Prirodno pozadinsko zračenje uveliko varira unutar različite regije Zemlja. Ekvivalentna doza u ljudskom tijelu je u prosjeku 2 mSv = 0,2 rem. Evolucijski razvoj pokazuje da se u prirodnim uvjetima osiguravaju optimalni uvjeti za život ljudi, životinja i biljaka. Stoga, kada se procjenjuju opasnosti uzrokovane jonizujućim zračenjem, ključno je znati prirodu i nivoe izloženosti različitim izvorima.
Budući da radionuklidi, kao i svaki atom, tvore određene spojeve u prirodi iu skladu sa svojim hemijska svojstva dio su određenih minerala, distribucija prirodnih radionuklida u zemljinoj kori je neravnomjerna. Kosmičko zračenje, kao što je već spomenuto, također ovisi o nizu faktora i može se razlikovati nekoliko puta. Stoga je prirodno pozadinsko zračenje različito na različitim mjestima na kugli zemaljskoj. Ovo je povezano sa konvencijom koncepta “normalne radijacijske pozadine”: s visinom iznad nivoa mora, pozadina se povećava zbog kosmičkog zračenja, na mjestima gdje graniti ili pijesak bogat torijom izlazi na površinu, pozadinsko zračenje je također veće. , i tako dalje. Dakle, možemo govoriti samo o prosječnoj prirodnoj radijacijskoj pozadini za dato područje, teritoriju, državu itd.
Prosječna efektivna doza koju godišnje primi stanovnik naše planete iz prirodnih izvora je 2,4 mSv .
Otprilike 1/3 ove doze nastaje zbog vanjskog zračenja (otprilike podjednako iz svemira i od radionuklida), a 2/3 je zbog unutrašnjeg zračenja, odnosno prirodnih radionuklida koji se nalaze unutar našeg tijela. Prosječna ljudska specifična aktivnost je oko 150 Bq/kg. Prirodno pozadinsko zračenje (vanjska ekspozicija) na nivou mora u prosjeku iznosi oko 0,09 μSv/h. Ovo odgovara približno 10 µR/h.
Kosmičko zračenje je tok jonizujućih čestica koji pada na Zemlju iz svemira. Sastav kosmičkog zračenja uključuje:
Kosmičko zračenje se sastoji od tri komponente koje se razlikuju po porijeklu:
1) zračenje čestica zarobljenih magnetnim poljem Zemlje;
2) galaktičko kosmičko zračenje;
3) korpuskularno zračenje Sunca.
Zračenje naelektrisanih čestica zarobljenih magnetnim poljem Zemlje - na udaljenosti od 1,2-8 Zemljinih radijusa nalaze se takozvani pojasevi zračenja koji sadrže protone sa energijom od 1-500 MeV (uglavnom 50 MeV), elektrone sa energijom od oko 0,1 -0,4 MeV i mala količina alfa čestica.
Compound. Galaktičke kosmičke zrake sastoje se prvenstveno od protona (79%) i alfa čestica (20%), što odražava obilje vodonika i helijuma u Univerzumu. Među teškim jonima najveća vrijednost imaju ione gvožđa zbog njihovog relativno visokog intenziteta i velikog atomskog broja.
Porijeklo. Izvori galaktičkih kosmičkih zraka su zvjezdane baklje, eksplozije supernove, ubrzanje pulsara, eksplozije galaktičkih jezgara itd.
Životni vijek. Životni vijek čestica u kosmičkom zračenju je oko 200 miliona godina. Do zatvaranja čestica dolazi zbog magnetnog polja međuzvjezdanog prostora.
Interakcija sa atmosferom . Ulazeći u atmosferu, kosmičke zrake stupaju u interakciju s atomima dušika, kisika i argona. Čestice se sudaraju s elektronima češće nego s jezgrama, ali čestice visoke energije gube malo energije. U sudarima s jezgrama čestice se gotovo uvijek eliminiraju iz strujanja, pa je slabljenje primarnog zračenja gotovo u potpunosti posljedica nuklearnih reakcija.
Kada se protoni sudare s jezgrama, neutroni i protoni se izbacuju iz jezgara i dolazi do reakcija nuklearne fisije. Rezultirajuće sekundarne čestice imaju značajnu energiju i same indukuju istu nuklearne reakcije, odnosno formira se čitav niz reakcija, formira se takozvani široki atmosferski pljusak. Jedna visokoenergetska primordijalna čestica može proizvesti pljus od deset uzastopnih generacija reakcija koje proizvode milione čestica.
Nove jezgre i nukleoni, koji čine nuklearno aktivnu komponentu zračenja, formiraju se uglavnom u gornjim slojevima atmosfere. U njenom donjem dijelu, protok jezgara i protona je značajno oslabljen zbog nuklearnih sudara i daljnjih gubitaka ionizacije. Na nivou mora stvara samo nekoliko postotaka doze.
Kosmogeni radionuklidi
Kao rezultat nuklearnih reakcija koje se odvijaju pod utjecajem kosmičkih zraka u atmosferi i dijelom u litosferi, nastaju radioaktivna jezgra. Od njih, najveći doprinos stvaranju doze daju (β-emiteri: 3 H (T 1/2 = 12,35 godina), 14 C (T 1/2 = 5730 godina), 22 Na (T 1/2 = 2,6 godine) - ulazak u ljudski organizam hranom.Kao što proizilazi iz prikazanih podataka, najveći doprinos zračenju ima ugljenik-14.Odrasla osoba sa hranom potroši ~95 kg ugljenika godišnje.
Sunčevo zračenje, koje se sastoji od elektromagnetno zračenje do rendgenskog opsega, protona i alfa čestica;
Navedene vrste zračenja su primarne, gotovo potpuno nestaju na visini od oko 20 km zbog interakcije sa gornjih slojeva atmosfera. U tom slučaju nastaje sekundarno kosmičko zračenje koje dopire do površine Zemlje i utječe na biosferu (uključujući ljude). Sekundarna radijacija uključuje neutrone, protone, mezone, elektrone i fotone.
Intenzitet kosmičkog zračenja zavisi od više faktora:
Promjene u fluksu galaktičkog zračenja,
aktivnost sunca,
Visine iznad nivoa mora.
U zavisnosti od nadmorske visine, intenzitet kosmičkog zračenja naglo raste.
Radionuklidi zemljine kore.
Dugovječni (s vremenom poluraspada od milijardi godina) izotopi koji nisu imali vremena da se raspadnu tokom postojanja naše planete rasuti su u zemljinoj kori. Vjerovatno su nastali istovremeno sa formiranjem planeta Sunčevog sistema (relativno kratkotrajni izotopi su se potpuno raspali). Ovi izotopi se nazivaju prirodnim radioaktivnim supstancama, što znači one koje su nastale i stalno se ponovo formiraju bez ljudske intervencije. Kako se raspadaju, formiraju srednje, također radioaktivne, izotope.
Vanjski izvori zračenja su više od 60 prirodnih radionuklida koji se nalaze u Zemljinoj biosferi. Prirodni radioaktivni elementi sadržani su u relativno malim količinama u svim ljuskama i jezgri Zemlje. Za čovjeka su od posebnog značaja radioaktivni elementi biosfere, tj. onaj dio Zemljine ljuske (lito-, hidro- i atmosfera) u kojem se nalaze mikroorganizmi, biljke, životinje i ljudi.
Milijardama godina postojao je stalan proces radioaktivnog raspada nestabilnih atomskih jezgara. Kao rezultat toga, ukupna radioaktivnost Zemljine tvari i stijena postepeno se smanjivala. Relativno kratkotrajni izotopi su se potpuno raspali. Sačuvani su uglavnom elementi sa periodom poluraspada koji se mjeri milijardama godina, kao i relativno kratkotrajni sekundarni produkti radioaktivnog raspada, formirajući uzastopne lance transformacija, takozvane porodice radioaktivnih elemenata. U zemljinoj kori prirodni radionuklidi mogu biti manje ili više ravnomjerno raspršeni ili koncentrirani u obliku naslaga.
Prirodni (prirodni) radionuklidi mogu se podijeliti u tri grupe:
Radionuklidi koji pripadaju radioaktivnim porodicama (serije),
Drugi (koji ne pripadaju radioaktivnim porodicama) radionuklidi koji su postali deo zemljine kore tokom formiranja planete,
Radionuklidi nastali pod uticajem kosmičkog zračenja.
Tokom formiranja Zemlje, radionuklidi su, zajedno sa stabilnim nuklidima, postali i dio njene kore. Većina ovih radionuklida pripada takozvanim radioaktivnim porodicama (serijama). Svaka serija predstavlja lanac uzastopnih radioaktivnih transformacija, kada se jezgro formirano tokom raspada matičnog jezgra takođe, zauzvrat, raspada, ponovo stvarajući nestabilno jezgro, itd. Početak takvog lanca je radionuklid koji se ne formira iz drugog radionuklida, ali se nalazi u zemljinoj kori i biosferi od trenutka njihovog rođenja. Ovaj radionuklid se naziva predak i cijela porodica (serija) je po njemu nazvana. Ukupno u prirodi postoje tri pretka - uranijum-235, uranijum-238 i torijum-232, i, shodno tome, tri radioaktivne serije - dva uranijuma i torij. Sve serije završavaju stabilnim izotopima olova.
Torijum ima najduže vreme poluraspada (14 milijardi godina), pa je gotovo u potpunosti sačuvan od nastanka Zemlje. Uranijum-238 se raspao u velikoj meri, velika većina uranijuma-235 se raspao, a izotop neptunijum-232 se potpuno raspao. Iz tog razloga, u zemljinoj kori ima mnogo torijuma (skoro 20 puta više uranijuma), a uran-235 je 140 puta manje od uranijuma-238. Budući da se predak četvrte porodice (neptunijum) potpuno raspao od akrecije Zemlje, gotovo ga nema u stijenama. Neptunijum je pronađen u tragovima u rude uranijuma. Ali njegovo poreklo je sekundarno i posledica je bombardovanja jezgra uranijuma-238 neutronima kosmičkih zraka. Neptunijum se sada proizvodi pomoću veštačkih nuklearnih reakcija. Za ekologa to nije od interesa.
Oko 0,0003% (prema različitim izvorima 0,00025-0,0004%) zemljine kore čini uranijum. Odnosno, jedan kubni metar najobičnije zemlje sadrži u prosjeku 5 grama uranijuma. Postoje mjesta gdje je ova količina hiljadama puta veća - to su nalazišta uranijuma. Kubni metar morske vode sadrži oko 1,5 mg uranijuma. Ovo prirodno hemijski element predstavlja dva izotopa -238U i 235U, od kojih je svaki predak svoje radioaktivne serije. Ogromna većina prirodnog uranijuma (99,3%) je uranijum-238. Ovaj radionuklid je vrlo stabilan, vjerovatnoća njegovog raspada (naime, alfa raspada) je vrlo mala. Ovu vjerovatnoću karakterizira vrijeme poluraspada od 4,5 milijardi godina. Odnosno, od formiranja naše planete, njegova količina se smanjila za polovicu. Iz ovoga, pak, slijedi da je pozadinsko zračenje na našoj planeti nekada bilo veće. Lanci radioaktivnih transformacija koji stvaraju prirodne radionuklide serije urana:
Radioaktivni niz uključuje i dugovječne radionuklide (odnosno radionuklide s dugim poluraspadom) i one kratkovječne, ali svi radionuklidi u nizu postoje u prirodi, čak i oni koji se brzo raspadaju. To je zbog činjenice da je s vremenom uspostavljena ravnoteža (tzv. "sekularna ravnoteža") - stopa raspada svakog radionuklida jednaka je brzini njegovog formiranja.
Postoje prirodni radionuklidi koji su ušli u zemljinu koru tokom formiranja planete i koji ne pripadaju nizu uranijuma ili torijuma. Prije svega, to je kalijum-40. Sadržaj 40 K u Zemljinoj kori je oko 0,00027% (mase), vrijeme poluraspada je 1,3 milijarde godina. Kćerki nuklid, kalcijum-40, je stabilan. Kalijum-40 se nalazi u značajnim količinama u biljkama i živim organizmima i daje značajan doprinos ukupnoj dozi unutrašnjeg zračenja za ljude.
Prirodni kalijum sadrži tri izotopa: kalijum-39, kalijum-40 i kalijum-41, od kojih je samo kalijum-40 radioaktivan. Kvantitativni odnos ova tri izotopa u prirodi izgleda ovako: 93,08%, 0,012% i 6,91%.
Kalijum-40 se razgrađuje na dva načina. Oko 88% njegovih atoma doživljava beta zračenje i postaje kalcijum-40 atom. Preostalih 12% atoma, doživljavajući K-hvatanje, pretvara se u atome argona-40. Kalijum-argon metoda za određivanje apsolutne starosti stijena i minerala temelji se na ovoj osobini kalija-40.
Treću grupu prirodnih radionuklida čine kosmogeni radionuklidi. Ovi radionuklidi nastaju pod uticajem kosmičkog zračenja iz stabilnih nuklida kao rezultat nuklearnih reakcija. To uključuje tricijum, berilijum-7, ugljen-14, natrijum-22. Na primjer, nuklearne reakcije stvaranja tricija i ugljika-14 iz dušika pod utjecajem kosmičkih neutrona:
Ugljik zauzima posebno mjesto među prirodnim radioizotopima. Prirodni ugljenik se sastoji od dva stabilna izotopa, među kojima prevladava ugljenik-12 (98,89%). Ostatak je skoro u potpunosti ugljenik-13 (1,11%).
Osim stabilnih izotopa ugljika, poznato je još pet radioaktivnih. Četiri od njih (ugljik-10, ugljik-11, ugljik-15 i ugljik-16) imaju vrlo kratko vrijeme poluraspada (sekunde i djelići sekunde). Peti radioizotop, ugljenik-14, ima poluživot od 5.730 godina.
U prirodi je koncentracija ugljika-14 izuzetno niska. Na primjer, u modernim biljkama postoji jedan atom ovog izotopa na svakih 10 9 atoma ugljika-12 i ugljika-13. Međutim, s pojavom atomskog oružja i nuklearne tehnologije, ugljik-14 se umjetno proizvodi interakcijom sporih neutrona s atmosferskim dušikom, pa njegova količina stalno raste.
Postoji neka konvencija o tome koja se pozadina smatra „normalnom“. Dakle, sa „planetarnim prosjekom“ godišnje efektivne doze po osobi od 2,4 mSv, u mnogim zemljama ova vrijednost iznosi 7-9 mSv/god. To jest, od pamtivijeka su milioni ljudi živjeli u uvjetima prirodnih doza opterećenja koje su nekoliko puta veće od statističkog prosjeka. Medicinske studije i demografske statistike pokazuju da to ni na koji način ne utječe na njihove živote, nema nikakve negativan uticaj na njihovo zdravlje i zdravlje njihovih potomaka.
Govoreći o konvencionalnosti pojma „normalne“ prirodne pozadine, možemo istaći i niz mjesta na planeti gdje nivo prirodnog zračenja premašuje statistički prosjek ne samo nekoliko puta, već i desetine puta (tabela); desetine i stotine hiljada stanovnika su izloženi ovom efektu. I to je također norma, to ni na koji način ne utječe na njihovo zdravlje. Štaviše, mnoga područja sa povećanim pozadinskim zračenjem vekovima su bila mesta masovnog turizma (morske obale) i priznata odmarališta (kavkaske obale). Mineralna voda, Karlove Vari, itd.).
Čak i kada bi međuplanetarni letovi bili stvarnost, naučnici sve češće govore da ljudsko tijelo čeka sve više opasnosti sa čisto biološke tačke gledišta. Stručnjaci tvrde kosmičko zračenje nazivaju jednom od glavnih opasnosti. Na drugim planetama, na primjer na Marsu, ovo zračenje će biti takvo da će značajno ubrzati nastanak Alchajmerove bolesti.
"Kosmičko zračenje predstavlja veoma značajnu prijetnju budućim astronautima. Mogućnost da bi izloženost kosmičkom zračenju mogla dovesti do zdravstvenih problema kao što je rak odavno je prepoznata", kaže Kerry O'Banion, doktor neuronauka iz Medicinski centar na Univerzitetu u Rochesteru. "Naši eksperimenti su također pouzdano utvrdili da tvrdo zračenje također izaziva ubrzanje promjena u mozgu koje su povezane s Alchajmerovom bolešću."
Prema naučnicima, sav svemir je bukvalno prožet radijacijom, dok gusta Zemljina atmosfera štiti našu planetu od toga. Učesnici kratkotrajnih letova do ISS-a već mogu osjetiti djelovanje radijacije, iako se formalno nalaze u niskoj orbiti, gdje zaštitna kupola Zemljine gravitacije još uvijek radi. Zračenje je posebno aktivno u onim trenucima kada se na Suncu javljaju baklje s naknadnim emisijama radijacijskih čestica.
Naučnici kažu da NASA već blisko sarađuje na različitim pristupima vezanim za zaštitu ljudi od svemirskog zračenja. Svemirska agencija je prvi put počela finansirati “istraživanje radijacije” prije 25 godina. Trenutno se značajan dio inicijativa u ovoj oblasti odnosi na istraživanja kako zaštititi buduće marsonaute od oštrog zračenja na Crvenoj planeti, gdje nema takve atmosferske kupole kao na Zemlji.
Stručnjaci već kažu s vrlo velikom vjerovatnoćom da Marsovo zračenje izaziva rak. U blizini asteroida postoje još veće količine radijacije. Podsjetimo, NASA planira misiju na asteroid sa ljudskim učešćem za 2021. godinu, a na Mars najkasnije 2035. godine. Put do Marsa i nazad, uz određeno vrijeme provedeno tamo, može potrajati oko tri godine.
Kako je saopštila NASA, sada je dokazano da svemirsko zračenje, pored raka, izaziva i bolesti kardiovaskularnog, mišićno-koštanog i endokrinog sistema. Sada su stručnjaci iz Rochestera identificirali još jedan vektor opasnosti: istraživanje je pokazalo da visoke doze kosmičkog zračenja izazivaju bolesti povezane s neurodegeneracijom, posebno aktiviraju procese koji doprinose razvoju Alchajmerove bolesti. Stručnjaci su takođe proučavali kako kosmičko zračenje utiče na centralno nervni sistem osoba.
Na osnovu eksperimenata, stručnjaci su utvrdili da radioaktivne čestice u svemiru imaju u svojoj strukturi jezgra atoma željeza, koja imaju fenomenalnu prodornu sposobnost. Zbog toga je iznenađujuće teško odbraniti se od njih.
Na Zemlji su istraživači izveli simulacije kosmičkog zračenja u američkoj nacionalnoj laboratoriji Brookhaven na Long Islandu, gdje se nalazi poseban akcelerator čestica. Eksperimentima su istraživači odredili vremenski okvir tokom kojeg se bolest javlja i napreduje. Međutim, do sada su istraživači provodili eksperimente na laboratorijskim miševima, izlažući ih dozama zračenja usporedivim s onima koje bi ljudi primili tokom leta na Mars. Nakon eksperimenata, gotovo svi miševi su pretrpjeli poremećaje u funkcionisanju kognitivnog sistema mozga. Uočeni su i poremećaji u funkcionisanju kardiovaskularnog sistema. U mozgu su identificirana žarišta nakupljanja beta-amiloida, proteina koji je siguran znak nadolazeće Alchajmerove bolesti.
Naučnici kažu da još ne znaju kako se boriti protiv svemirskog zračenja, ali su uvjereni da je radijacija faktor koji zaslužuje najozbiljniju pažnju prilikom planiranja budućih svemirskih letova.
U blizini Zemlje, njeno magnetsko polje nastavlja da je štiti - čak i ako je oslabljeno i bez pomoći višekilometarske atmosfere. Kada lete u blizini stubova, gdje je polje malo, astronauti sjede u posebno zaštićenoj prostoriji. Ali ne postoji zadovoljavajuće tehničko rješenje za zaštitu od zračenja tokom leta na Mars.
Odlučio sam dodati originalnom odgovoru iz dva razloga:
- na jednom mjestu sadrži netačan iskaz i ne sadrži ispravan
- samo radi kompletnosti (navodnici)
1. U komentarima je Suzanna kritikovala Odgovor je uglavnom tačan.
Iznad magnetni polovi Zemljino polje slabi, kao što sam naveo. Da, Suzanna je u pravu da je posebno velika na POLOVIMA (zamislite linije sile: skupljaju se upravo na polovima). Ali na velikoj nadmorskoj visini IZNAD POLOVA slabiji je nego na drugim mjestima - iz istog razloga (zamislite iste linije sile: spustili su se - prema polovima, a na vrhu ih gotovo da i nema). Čini se da polje jenjava.
Ali Suzanne je u pravu Kosmonauti Hitne pomoći se zbog polarnih područja ne sklanjaju u posebnu prostoriju: Pamćenje me iznevjerilo.
Ali ipak postoji mjesto gdje se preduzimaju posebne mjere(Pobrkao sam to sa polarnim regionima). Ovo - nad magnetskom anomalijom u južnom Atlantiku. Tamo magnetno polje toliko „popušta“ da pojas zračenja i potrebno je preduzeti posebne mjere bez ikakvih solarnih baklji. Nisam mogao brzo pronaći citat o posebnim mjerama koje nisu vezane za solarnu aktivnost, ali sam negdje pročitao o njima.
I naravno, Sami blicevi su vredni pomena: Od njih se također sklanjaju u najzaštićeniju prostoriju i ne lutaju u ovo vrijeme po cijeloj stanici.
Sve solarne baklje pažljivo se prate i informacije o njima se šalju u kontrolni centar. U takvim periodima kosmonauti prestaju sa radom i sklanjaju se u najzaštićenije odjeljke stanice. Takvi zaštićeni segmenti su ISS odjeljci pored rezervoara za vodu. Voda zadržava sekundarne čestice - neutrone, a doza zračenja se apsorbuje efikasnije.
2. Samo citati i dodatne informacije
Neki citati ispod spominju dozu u Siverts (Sv). Za orijentaciju, neki brojevi i vjerovatni efekti iz tabele u
0-0,25 Sv. Nema efekta osim blagih promjena u krvi
0,25-1 Sv. Radijacijske bolesti od 5-10% izloženih ljudi
7 Sv ~100% smrtnih slučajeva
Dnevna doza na ISS je oko 1 mSv (vidi dolje). znači, možete letjeti oko 200 dana bez većeg rizika. Takođe je važno u kom vremenskom periodu je ista doza sakupljena: prikupljena preko kratko vrijeme mnogo opasnije od onih nakupljenih tokom dužeg vremenskog perioda. Organizam nije pasivni objekt koji samo „akumulira“ radijacijske defekte: on također ima mehanizme „popravljanja“ i oni se obično nose s postepeno nagomilanim malim dozama.
U nedostatku masivnog atmosferskog sloja koji okružuje ljude na Zemlji, astronauti na ISS-u izloženi su intenzivnijem zračenju stalnih tokova kosmičkih zraka. Članovi posade primaju dozu zračenja od oko 1 milisivert dnevno, što je približno ekvivalentno zračenju osobe na Zemlji u jednoj godini. To dovodi do povećanog rizika od razvoja malignih tumora kod astronauta, kao i do oslabljenog imunološkog sistema.
Kako pokazuju podaci koje su prikupili NASA i stručnjaci iz Rusije i Austrije, astronauti na ISS-u primaju dnevnu dozu od 1 milisiverta. Na Zemlji se takva doza radijacije ne može dobiti svugdje za cijelu godinu.
Ovaj nivo je, međutim, još uvijek relativno podnošljiv. Međutim, mora se imati na umu da su svemirske stanice u blizini Zemlje zaštićene magnetnim poljem Zemlje.
Izvan njenih granica, radijacija će se višestruko povećati, stoga će ekspedicije u duboki svemir biti nemoguće.
Radijacija u stambenim zgradama i laboratorijama ISS-a i Mira nastala je kao posljedica bombardiranja aluminijske obloge stanice kosmičkim zracima. Brzi i teški joni izbacili su priličnu količinu neutrona iz kućišta.
Trenutno je nemoguće osigurati 100% zaštitu od zračenja na svemirskim letjelicama. Tačnije, moguće je, ali na račun više nego značajnog povećanja mase, ali je upravo to ono što je nedopustivo
Pored naše atmosfere, magnetno polje Zemlje je zaštita od zračenja. Prvi pojas zračenja Zemlje nalazi se na nadmorskoj visini od oko 600-700 km. Stanica sada leti na visini od oko 400 km, što je znatno niže... Zaštita od zračenja u svemiru je (takođe - prim.) trup broda ili stanice. Što su zidovi kućišta deblji, to je veća zaštita. Naravno, zidovi ne mogu biti beskonačno debeli, jer postoje ograničenja težine.
Ionizirajući nivo, nivo pozadinskog zračenja na međunarodnom nivou svemirska stanica viši nego na Zemlji (oko 200 puta - prim. aut.), što astronauta čini osjetljivijim na jonizujuće zračenje od predstavnika tradicionalno opasnih industrija, poput nuklearne energije i rendgenske dijagnostike.
Pored individualnih dozimetara za astronaute, stanica ima i sistem za praćenje zračenja. ... Jedan senzor se nalazi u kabini posade, a jedan senzor u radnom odjeljku malog i velikog promjera. Sistem radi autonomno 24 sata dnevno. ... Dakle, Zemlja ima informaciju o trenutnoj radijacijskoj situaciji na stanici. Sistem za praćenje radijacije može izdati signal upozorenja "Provjerite radijaciju!" Da se to dogodilo, tada bismo na konzoli alarmnog sistema vidjeli kako se upalio transparent uz prateći zvučni signal. Za sve vreme postojanja međunarodne svemirske stanice nije bilo takvih slučajeva.
U... južnoatlantskoj regiji... radijacijski pojasevi "pogibaju" se iznad Zemlje zbog postojanja magnetske anomalije duboko ispod Zemlje. Čini se da svemirski brodovi koji lete iznad Zemlje "udaraju" u radijacijske pojaseve na vrlo kratko vrijeme... na orbitama koje prolaze kroz područje anomalije. Na drugim orbitama nema tokova zračenja i ne stvara probleme učesnicima svemirskih ekspedicija.
Magnetna anomalija u regionu južnog Atlantika nije jedina radijaciona "pošast" za astronaute. Solarne baklje, koje ponekad stvaraju vrlo energične čestice..., mogu stvoriti velike poteškoće za letove astronauta. Koju dozu zračenja astronaut može primiti u slučaju da sunčeve čestice stignu na Zemlju je u velikoj mjeri stvar slučaja. Ovu vrijednost određuju uglavnom dva faktora: stepen izobličenja Zemljinog dipolnog magnetnog polja tokom magnetnih oluja i parametri orbite svemirski brod tokom solarnog događaja. ... Posada može imati sreće ako orbite u vrijeme SCR invazije ne prođu kroz opasna područja visokih geografskih širina.
Jedna od najsnažnijih protonskih erupcija - radijaciona oluja solarnih erupcija, koja je izazvala radijacionu oluju u blizini Zemlje, dogodila se sasvim nedavno - 20. januara 2005. Sunčeva erupcija slične snage dogodila se prije 16 godina, u oktobru 1989. godine. protoni sa energijama većim od stotina MeV, stigli su do Zemljine magnetosfere. Inače, takvi protoni su u stanju da savladaju zaštitu koja je ekvivalentna oko 11 centimetara vode. Astronautovo svemirsko odijelo je tanje. Biolozi vjeruju da ako su u to vrijeme astronauti bili izvan Međunarodne svemirske stanice, onda bi, naravno, efekti radijacije utjecali na zdravlje astronauta. Ali oni su bili u njoj. Zaštita ISS-a je dovoljno velika da zaštiti posadu od štetnih efekata radijacije u mnogim slučajevima. To je bio slučaj tokom ovog događaja. Kako su pokazala mjerenja pomoću dozimetara zračenja, doza zračenja koju su "uhvatili" astronauti nije premašila dozu koju osoba primi tokom redovnog rendgenskog pregleda. Kosmonauti ISS-a su primili 0,01 Gy ili ~ 0,01 Sieverta... Istina, tako male doze su i zbog činjenice da je, kako je ranije napisano, stanica bila na "magnetski zaštićenim" orbitama, što se možda neće uvijek dogoditi.
Neil Armstrong (prvi astronaut koji je hodao po Mjesecu) izvijestio je Zemlju o svojim neobičnim osjećajima tokom leta: ponekad je primijetio blistave bljeskove u njegovim očima. Ponekad je njihova frekvencija dostizala oko stotinu dnevno... Naučnici... došli su do zaključka da su za to odgovorni galaktički kosmički zraci. Upravo te čestice visoke energije prodiru u očnu jabučicu i uzrokuju Čerenkov sjaj pri interakciji sa supstancom koja čini oko. Kao rezultat, astronaut vidi sjajan bljesak. Najefikasnija interakcija sa materijom nisu protoni, kojih kosmičke zrake sadrže više od svih drugih čestica, već teške čestice - ugljenik, kiseonik, gvožđe. Ove čestice, koje imaju veliku masu, gube znatno više svoje energije po jedinici prijeđenog puta od svojih lakših parnjaka. Oni su odgovorni za stvaranje Čerenkovljevog sjaja i stimulaciju retine - osjetljive membrane oka.
Tokom svemirskih letova na velike udaljenosti povećava se uloga galaktičkih i solarnih kosmičkih zraka kao faktora opasnih za zračenje. Procjenjuje se da tokom leta na Mars upravo GCR-ovi postaju glavna opasnost od zračenja. Let do Marsa traje oko 6 mjeseci, a integralna - ukupna - doza zračenja sa GCR i SCR u tom periodu je nekoliko puta veća od doze zračenja na ISS-u za isto vrijeme. Stoga se značajno povećava rizik od posljedica radijacije povezanih s svemirskim misijama na velike udaljenosti. Dakle, tokom godinu dana leta do Marsa, apsorbovana doza povezana sa GCR biće 0,2-0,3 Sv (bez zaštite). Može se uporediti sa dozom jedne od najjačih baklji prošlog stoljeća - avgusta 1972. godine. Za vrijeme ovog događaja bila je nekoliko puta manja: ~0,05 Sv.
Opasnost od zračenja koju stvara GCR može se procijeniti i predvidjeti. Sada je prikupljeno mnoštvo materijala o vremenskim varijacijama GCR-a povezanih sa solarnim ciklusom. To je omogućilo kreiranje modela na osnovu kojeg je moguće predvidjeti tok GCR-a za bilo koji unaprijed određen vremenski period.
Situacija sa SCL-om je mnogo komplikovanija. Sunčeve baklje se dešavaju nasumično i čak nije očigledno da se snažni solarni događaji dešavaju u godinama koje su nužno blizu maksimalnoj aktivnosti. Barem iskustvo posljednjih godina pokazuje da se one javljaju iu vremenima mirne zvezde.
Protoni iz solarnih baklji predstavljaju stvarnu prijetnju svemirskim posadama u misijama na velike udaljenosti. Uzimajući ponovo za primjer baklju iz avgusta 1972. godine, može se pokazati, preračunavanjem tokova solarnih protona u dozu zračenja, da je 10 sati nakon početka događaja ona premašila smrtonosnu vrijednost za posadu svemirski brod, ako je bio izvan broda na Marsu ili, recimo, na Mjesecu.
Ovdje je prikladno podsjetiti se na letove američkog Apolla na Mjesec kasnih 60-ih i ranih 70-ih godina. Godine 1972, u avgustu, došlo je do solarne baklje iste snage kao u oktobru 1989. Apolo 16 je sleteo nakon svog lunarnog putovanja u aprilu 1972. godine, a sledeći, Apolo 17, lansiran je u decembru. Srećna posada Apolla 16? Apsolutno da. Proračuni pokazuju da da su astronauti Apolla bili na Mjesecu u augustu 1972. godine, bili bi izloženi dozi zračenja od ~4 Sv. Ovo je puno za uštedu. Osim... osim ako se brzo ne vrati na Zemlju radi hitne pomoći. Druga opcija je odlazak u kabinu lunarnog modula Apollo. Ovdje bi se doza zračenja smanjila za 10 puta. Poređenja radi, recimo da je zaštita ISS-a 3 puta deblja od lunarnog modula Apollo.
Na visinama orbitalne stanice(~400 km) doze zračenja premašuju vrijednosti uočene na površini Zemlje za ~200 puta! Uglavnom zbog čestica iz radijacionih pojaseva.
Poznato je da neke rute interkontinentalnih aviona prolaze u blizini sjevernog polarnog područja. Ovo područje je najmanje zaštićeno od invazije energetskih čestica pa se za vrijeme sunčevih baklji povećava opasnost od izlaganja zračenju posade i putnika. Sunčeve baklje povećavaju doze zračenja na visinama leta aviona za 20-30 puta.
Nedavno su neke posade aviokompanija obaviještene da su počeli prodori solarnih čestica. Jedna od nedavnih snažnih solarnih erupcija, koja se dogodila u novembru 2003. godine, primorala je posadu Delte na letu Čikago-Hong Kong da skrene sa puta: da odleti do svog odredišta na ruti niže geografske širine.
Zemlja je zaštićena od kosmičkog zračenja atmosferom i magnetnim poljem. U orbiti, pozadinsko zračenje je stotine puta veće nego na površini Zemlje. Svakog dana astronaut primi dozu zračenja od 0,3-0,8 milisiverta - otprilike pet puta više od rendgenskog snimka grudnog koša. Prilikom rada u svemiru izloženost zračenju je još veća. A u trenucima snažnih solarnih baklji možete dostići 50-dnevnu normu za jedan dan na stanici. Ne daj Bože da radiš preko palube u takvom vremenu - na jednom izlazu možeš izabrati dozu dozvoljenu za cijelu tvoju karijeru, a to je 1000 milisiverta. U normalnim uslovima, to bi trajalo četiri godine - niko do sada nije leteo toliko dugo. Štaviše, šteta po zdravlje od takve pojedinačne izloženosti bit će znatno veća nego od izloženosti koja traje godinama.
Ipak, niske Zemljine orbite su još uvijek relativno sigurne. Zemljino magnetsko polje hvata nabijene čestice solarnog vjetra, formirajući radijacijske pojaseve. Imaju oblik široke krofne, koja okružuje Zemlju na ekvatoru na nadmorskoj visini od 1.000 do 50.000 kilometara. Maksimalna gustina čestica se postiže na visinama od oko 4.000 i 16.000 kilometara. Svako duže zadržavanje broda u radijacijskim pojasevima predstavlja ozbiljnu prijetnju po život posade. Prelazeći ih na putu do Mjeseca, američki astronauti su riskirali da za nekoliko sati dobiju dozu od 10-20 milisiverta - isto kao i za mjesec dana rada u orbiti.
U međuplanetarnim letovima, pitanje zaštite posade od zračenja je još akutnije. Zemlja pokriva polovinu tvrdih kosmičkih zraka, a njena magnetosfera gotovo u potpunosti blokira protok sunčevog vjetra. U svemiru, bez dodatnih zaštitnih mjera, izloženost radijaciji će se povećati za red veličine. Ideja odbijanja kosmičkih čestica jakim magnetna polja, međutim, u praksi još ništa osim zaštite nije razrađeno. Čestice kosmičkog zračenja dobro se apsorbuju raketnim gorivom, što sugeriše korištenje punih rezervoara kao zaštite od opasnog zračenja.
Magnetno polje na polovima nije malo, već naprotiv, veliko. Jednostavno je tamo usmjerena gotovo radijalno prema Zemlji, što dovodi do toga da se čestice solarnog vjetra zarobljene magnetnim poljima u radijacijskim pojasevima, pod određenim uvjetima, kreću (talože) prema Zemlji na polovima, izazivajući aurore. To ne predstavlja opasnost za astronaute jer putanja ISS-a prolazi bliže ekvatorijalnoj zoni. Opasnost predstavljaju jake sunčeve baklje klase M i X sa koronalnim izbacivanjem materije (uglavnom protona) usmjerenim prema Zemlji. Upravo u ovom slučaju astronauti koriste dodatne mjere zaštite od zračenja.
Odgovori
CITAT: "...Najefikasnija interakcija sa materijom nisu protoni, kojih kosmički zraci sadrže više od svih drugih čestica, već teške čestice - ugljenik, kiseonik, gvožđe...."
Molim vas objasnite neznalicama - otkud čestice ugljenika, kiseonika, gvožđa u sunčevom vetru (kosmičke zrake, kako pišete) i kako mogu da dođu u supstancu od koje je oko napravljeno - kroz svemirsko odelo?
Odgovori
Još 2 komentara
Dopusti mi da objasnim... Sunčeva svetlost su fotoni(uključujući gama zrake i rendgenske zrake, koji su prodorno zračenje).
Ima li još sunčani vjetar. Čestice. Na primjer, elektroni, joni, atomska jezgra koji lete od i do Sunca. Tamo ima malo teških jezgara (težih od helijuma), jer ih je malo na samom Suncu. Ali ima puno alfa čestica (jezgri helijuma). I, u principu, može stići bilo koje jezgro koje je lakše od gvožđa (pitanje je samo koliko će stići). Sinteza gvožđa na Suncu (posebno izvan njega) ne ide dalje od gvožđa. Dakle, od Sunca može doći samo željezo i nešto lakše (isti ugljik, na primjer).
Kosmičke zrake u užem smislu- Ovo posebno nabijene čestice velike brzine(i ne naplaćuju se, međutim), koji dolaze izvan Sunčevog sistema (uglavnom). I takođe - prodorno zračenje odatle(ponekad se razmatra odvojeno, a da nije uključen među „zrake“).
Među ostalim česticama, kosmičke zrake sadrže jezgra bilo kojeg atoma(naravno u različitim količinama). Kako god teška jezgra, jednom u supstanci, jonizuju sve na svom putu(i takođe - na stranu: postoji sekundarna jonizacija - već onim što je izbijeno uz put). I ako oni velika brzina(i kinetičku energiju), tada će jezgra biti uključena u ovu aktivnost (let kroz materiju i njena jonizacija) dugo vremena i neće uskoro prestati. odnosno leteće kroz bilo šta i neće skrenuti sa puta- dok ne potroše skoro sve kinetička energija. Čak i ako direktno udare u drugu topovsku kuglu (a to se rijetko događa), mogu je jednostavno odbaciti u stranu, gotovo bez promjene smjera kretanja. Ili ne u stranu, već će letjeti dalje u manje-više jednom smjeru.
Zamislite automobil koji se u punoj brzini zabio u drugi. Hoće li prestati? I zamislite da je njegova brzina mnogo hiljada kilometara na sat (još bolje - u sekundi!), a snaga mu omogućava da izdrži svaki udarac. Ovo je jezgro iz svemira.
Kosmički zraci unutra u širem smislu - to su kosmički zraci na uski način, plus solarni vetar i prodorno zračenje Sunca. (Pa, ili bez prodornog zračenja, ako se posmatra odvojeno).
Sunčev vetar je struja jonizovanih čestica (uglavnom helijum-vodikova plazma) koja struji iz solarne korone brzinom od 300-1200 km/s u okolni svemir. To je jedna od glavnih komponenti međuplanetarnog medija.
Gomila prirodne pojave povezane sa solarnim vjetrom, uključujući fenomene svemirskog vremena kao što su magnetne oluje i aurore.
Koncepti “solarnog vjetra” (tok joniziranih čestica koji putuje od Sunca do Zemlje za 2-3 dana) i “sunčeve svjetlosti” (tok fotona koji putuje od Sunca do Zemlje u prosjeku za 8 minuta 17 sekundi) ne treba zbuniti.
Zbog sunčevog vjetra, Sunce gubi oko milion tona materije svake sekunde. Sunčev vetar se prvenstveno sastoji od elektrona, protona i jezgara helijuma (alfa čestice); jezgra drugih elemenata i nejonizirane čestice (električki neutralne) sadržane su u vrlo malim količinama.
Iako solarni vjetar dolazi iz vanjskog sloja Sunca, on ne odražava sastav elemenata u ovom sloju, budući da se kao rezultat procesa diferencijacije obilje nekih elemenata povećava, a nekih smanjuje (FIP efekat).
Kosmičke zrake su elementarne čestice i atomska jezgra koja se kreću s visokim energijama u svemiru[
Klasifikacija prema poreklu kosmičkih zraka:
- izvan naše Galaksije
- u galaksiji
- na suncu
- u međuplanetarnom prostoru
Ekstragalaktičke i galaktičke zrake obično se nazivaju primarnim. Sekundarni tokovi čestica koje prolaze i transformišu se u Zemljinoj atmosferi obično se nazivaju sekundarnim.
Kosmičke zrake su komponenta prirodnog zračenja (pozadinskog zračenja) na površini Zemlje iu atmosferi.
Energetski spektar kosmičkih zraka sastoji se od 43% energije protona, još 23% energije helijuma (alfa čestica) i 34% energije koju prenose druge čestice.
Po broju čestica, kosmičke zrake čine 92% protona, 6% jezgara helijuma, oko 1% težih elemenata i oko 1% elektrona.
Tradicionalno, čestice posmatrane u kosmičkim zracima dele se u sledeće grupe... odnosno protone, alfa čestice, lake, srednje, teške i superteške... hemijski sastav primarno kosmičko zračenje je anomalno visok (nekoliko hiljada puta) sadržaj jezgara grupe L (litijum, berilijum, bor) u poređenju sa sastavom zvezda i međuzvjezdanog gasa. Ovaj fenomen se objašnjava činjenicom da mehanizam generisanja kosmičkih čestica prvenstveno ubrzava teška jezgra, koja se u interakciji sa protonima međuzvjezdanog medija raspadaju na lakša jezgra.
Odgovori
Komentar
Onda je ova serija članaka za vas... Pričaćemo o prirodnim izvorima jonizujućeg zračenja, upotrebi zračenja u medicini i drugim zanimljivostima.
Izvori jonizujućeg zračenja konvencionalno se dijele u dvije grupe - prirodne i umjetne. Prirodni izvori su oduvek postojali, ali veštačke je stvorila ljudska civilizacija u 19. veku. To je lako objasniti na primjeru dvojice istaknutih naučnika koji su povezani s otkrićem radijacije. Antoine Henri Becquerel otkrio je jonizujuće zračenje iz uranijuma (prirodnog izvora), a Wilhelm Conrad Roentgen otkrio je jonizujuće zračenje pri usporavanju elektrona, koji su se ubrzavali u posebno napravljenom uređaju (rendgenska cijev kao umjetni izvor). Analizirajmo u procentima i digitalnom ekvivalentu koje doze zračenja ( kvantitativna karakteristika uticaj jonizujućeg zračenja na ljudski organizam) prosečan građanin Ukrajine dobija tokom cele godine iz različitih veštačkih i prirodnih izvora (sl. 1).
Rice. 1. Struktura i ponderisane prosečne vrednosti efektivne doze zračenja stanovništva Ukrajine godišnje
Kao što vidite, najveći dio zračenja primamo iz prirodnih izvora zračenja. Ali da li su ti prirodni izvori ostali isti kao što su bili u ranim fazama civilizacije? Ako jeste, nema razloga za brigu, jer smo se odavno prilagodili takvom zračenju. Ali, nažalost, to nije slučaj. Ljudska aktivnost dovodi do toga da se prirodni radioaktivni izvori koncentrišu i povećavaju mogućnost njihovog utjecaja na čovjeka.
Jedno od mesta gde se povećava mogućnost uticaja radijacije na čoveka je svemir. Intenzitet izloženosti zračenju zavisi od nadmorske visine. Tako astronauti, piloti i putnici u vazdušnom saobraćaju, kao i stanovništvo koje živi na planinama, dobijaju dodatnu dozu zračenja. Pokušajmo saznati koliko je to opasno za ljude i koje tajne "zračenja" krije svemir.
Radijacija u svemiru: koja je opasnost za astronaute?
Sve je počelo kada je američki fizičar i astrofizičar James Alfred Van Allen odlučio da na prvi satelit koji je lansiran u orbitu pričvrsti Geiger-Muller brojač. Pokazatelji ovog uređaja službeno su potvrdili postojanje pojasa intenzivnog zračenja širom svijeta. Ali odakle je došao u svemir? Poznato je da je radioaktivnost u svemiru postojala jako dugo, čak i prije pojave Zemlje, tako da je svemir bio stalno ispunjen i ispunjen zračenjem. Nakon istraživanja, naučnici su došli do zaključka da zračenje u svemiru nastaje ili od sunca, tokom baklji, ili od kosmičkih zraka koje nastaju kao rezultat visokoenergetskih događaja u našoj i drugim galaksijama.
Utvrđeno je da radijacijski pojasevi počinju na 800 km iznad površine Zemlje i protežu se do 24.000 km. Prema klasifikaciji Međunarodne aeronautičke federacije, let se smatra svemirom ako njegova visina prelazi 100 km. Shodno tome, astronauti su najranjiviji na primanje velike doze kosmičkog zračenja. Što se više uzdižu u svemir, to su bliže radijacijskim pojasevima, stoga je veći rizik od primanja značajnih količina zračenja.
Naučni direktor programa američke Nacionalne aeronautičke i svemirske administracije (NASA) za proučavanje efekata radijacije na ljude, Francis Cucinotta je svojevremeno primetio da je najneugodnija posledica svemirskog zračenja tokom dugotrajnih letova astronauta razvoj katarakte, tj. je zamućenje očnog sočiva. Štaviše, postoji rizik od raka. Ali Cucinota je takođe primetio da astronauti nisu doživeli ekstremno strašne posledice nakon leta. On je samo naglasio da se još mnogo toga ne zna o tome kako kosmičko zračenje utiče na astronaute i koje su stvarne posljedice tog udara.
Pitanje zaštite astronauta od zračenja u svemiru oduvijek je bilo prioritet. Još 60-ih godina prošlog veka naučnici su slegli ramenima i nisu znali kako da zaštite astronaute od kosmičkog zračenja, posebno kada je bilo potrebno ići u svemir. Godine 1966. sovjetski kosmonaut je konačno odlučio da ode u svemir, ali u vrlo teškom olovnom odijelu. Nakon toga, tehnološki napredak je pomaknuo rješenja problema sa mrtva tačka, a kreirana su i lakša, sigurnija odijela.
Istraživanje svemira oduvijek je privlačilo naučnike, istraživače i astronaute. Tajne novih planeta mogu biti korisne za dalji razvoj čovječanstva na planeti Zemlji, ali mogu biti i opasne. Zbog toga je Curiosityjev let na Mars imao veliki značaj. Ali nemojmo odstupiti od glavnog fokusa članka i fokusirati se na rezultate izloženosti zračenju koje je zabilježio odgovarajući instrument na brodu rovera. Ovaj uređaj se nalazio unutar letjelice, tako da njegova očitavanja ukazuju na stvarnu dozu koju astronaut može primiti već u svemirskoj letjelici s ljudskom posadom. Naučnici koji su obrađivali rezultate mjerenja objavili su razočaravajuće podatke: ekvivalentna doza zračenja bila je 4 puta veća od maksimalno dozvoljene za radnike nuklearne elektrane. U Ukrajini je granica doze zračenja za one koji stalno ili privremeno rade direktno sa izvorima jonizujućeg zračenja 20 mSv.
Istraživanje najudaljenijih kutova svemira zahtijeva misije koje se tehnički ne mogu ostvariti korištenjem tradicionalnih izvora energije. Ovo pitanje je riješeno korištenjem nuklearnih izvora energije, odnosno izotopskih baterija i reaktora. Ovi izvori su jedinstveni u svojoj vrsti jer imaju visok energetski potencijal, što značajno proširuje mogućnosti misija u svemiru. Na primjer, postali su mogući letovi sonde do vanjskih granica Sunčevog sistema. Budući da je trajanje takvih letova prilično dugo, solarni paneli nisu prikladni kao izvor energije za svemirske letjelice.
Druga strana medalje su potencijalni rizici povezani s korištenjem radioaktivnih izvora u svemiru. U osnovi, ovo je opasnost od nepredviđenih ili vanrednih okolnosti. Zbog toga države koje lansiraju svemirske objekte s nuklearnim izvorima energije na brodu ulažu sve napore da zaštite pojedince, stanovništvo i biosferu od radioloških opasnosti. Takvi uslovi definisani su principima koji se odnose na korišćenje nuklearnih izvora energije u svemiru, a usvojeni su 1992. godine rezolucijom Generalne skupštine Ujedinjenih nacija (UN). Isti principi također predviđaju da svaka država koja lansira svemirski objekt s nuklearnim izvorima energije na brodu mora odmah obavijestiti zainteresirane zemlje ako se pojavi kvar na svemirskom objektu i postoji opasnost od povratka radioaktivnih materijala na Zemlju.
Također, Ujedinjene nacije, zajedno sa Međunarodnom agencijom za atomsku energiju (IAEA), razvile su okvir za osiguranje bezbedne upotrebe nuklearnih izvora energije u svemiru. Oni su namijenjeni da dopune sigurnosne standarde IAEA sa smjernicama visoki nivo, uzimajući u obzir dodatne sigurnosne mjere pri korištenju nuklearnih izvora energije na svemirskim objektima tokom svih faza misija: lansiranja, rada i razgradnje.
Da li treba da se plašim radijacije kada koristim vazdušni transport?
Kosmičke zrake koje nose zračenje dopiru do gotovo svih krajeva naše planete, ali širenje radijacije nije proporcionalno. Zemljino magnetsko polje odbija značajnu količinu nabijenih čestica dalje od ekvatorijalne zone, koncentrirajući na taj način više zračenja na sjevernom i južnom polu. Štaviše, kao što je već napomenuto, kosmičko zračenje zavisi od visine. Oni koji žive na nivou mora dobijaju otprilike 0,003 mSv godišnje od kosmičkog zračenja, dok oni koji žive na nivou od 2 km mogu dobiti dvostruko više zračenja.
Kao što je poznato, sa brzinom krstarenja za putničke avione od 900 km/h, uzimajući u obzir omjer otpora zraka i uzgona, optimalna visina leta za avion je obično približno 9-10 km. Dakle, kada se avion podigne na takvu visinu, nivo izloženosti radijaciji može porasti skoro 25 puta od onoga što je bio na 2 km.
Najvećoj količini zračenja po letu izloženi su putnici na transatlantskim letovima. Kada leti iz SAD-a u Evropu, osoba može dobiti dodatnih 0,05 mSv. Činjenica je da Zemljina atmosfera ima odgovarajuću zaštitnu zaštitu od kosmičkog zračenja, ali kada se avion podigne na gore navedenu optimalnu visinu, ta zaštita djelomično nestaje, što dovodi do dodatnog izlaganja zračenju. Zato česti letovi preko okeana povećavaju rizik da tijelo dobije povećanu dozu zračenja. Na primjer, 4 takva leta mogu koštati osobu dozu od 0,4 mSv.
Ako govorimo o pilotima, ovdje je situacija nešto drugačija. Budući da često lete preko Atlantika, doza zračenja za pilote zrakoplova može premašiti 5 mSv godišnje. Prema standardima Ukrajine, kada primaju takvu dozu, osobe su već izjednačene sa drugom kategorijom - ljudi koji nisu direktno uključeni u rad sa izvorima jonizujućeg zračenja, ali zbog lokacije radnih mesta u prostorijama i na industrijskim lokacijama objekata sa radijacijsko-nuklearne tehnologije, oni mogu biti dodatno izloženi. Za takve osobe, granica doze zračenja je 2 mSv godišnje.
Međunarodna agencija za atomsku energiju pokazala je značajno interesovanje za ovo pitanje. IAEA je razvila niz sigurnosnih standarda, a problem izloženosti posada aviona se također ogleda u jednom od ovih dokumenata. Prema preporukama Agencije, nacionalno regulatorno tijelo ili drugo odgovarajuće i nadležno tijelo odgovorno je za utvrđivanje nivoa referentne doze za posade aviona. Ako je ova doza prekoračena, poslodavci posade aviona moraju poduzeti odgovarajuće mjere za procjenu doza i njihovo evidentiranje. Štaviše, moraju da informišu žene članove posade aviona o rizicima povezanim sa izlaganjem kosmičkom zračenju embriona ili fetusa i potrebi za ranim upozorenjem na trudnoću.
Može li se prostor smatrati mjestom za odlaganje radioaktivnog otpada?
Već smo vidjeli da kosmičko zračenje, iako nema katastrofalne posljedice po čovječanstvo, može povećati nivo ljudskog zračenja. Procjenjujući utjecaj kosmičkih zraka na ljude, mnogi naučnici proučavaju i mogućnost korištenja svemira za potrebe čovječanstva. U kontekstu ovog članka, ideja zakopavanja radioaktivnog otpada u svemir izgleda vrlo dvosmisleno i zanimljivo.
Činjenica je da znanstvenici u zemljama u kojima se nuklearna energija aktivno koristi stalno traže mjesta za sigurno sadržavanje radioaktivnog otpada koji se neprestano gomila. Prostor neki naučnici smatraju i jednim od potencijalnih lokacija za odlaganje opasnog otpada. Na primjer, stručnjaci Državnog dizajnerskog biroa Yuzhnoye, koji se nalazi u Dnjepropetrovsku, zajedno s Međunarodnom akademijom astronautike proučavaju tehničke komponente implementacije ideje o zakopavanju otpada u dubokom svemiru.
S jedne strane, slanje takvog otpada u svemir je vrlo zgodno, jer se može izvršiti u bilo koje vrijeme iu neograničenim količinama, što otklanja pitanje budućnosti ovog otpada u našem ekosistemu. Štoviše, kako napominju stručnjaci, takvi letovi ne zahtijevaju veliku preciznost. Ali s druge strane, ova metoda također ima slabe strane. Glavni problem je osiguranje sigurnosti Zemljine biosfere u svim fazama lansiranja rakete-nosača. Vjerovatnoća nezgode prilikom pokretanja je prilično visoka i procjenjuje se na skoro 2-3%. Požar ili eksplozija lansirne rakete pri lansiranju, tokom leta ili njen pad mogu uzrokovati značajnu disperziju opasnog radioaktivnog otpada. Zato, prilikom proučavanja ove metode, glavnu pažnju treba usmjeriti na pitanje sigurnosti u svim vanrednim situacijama.
Olga Makarovskaya, zamjenica predsjedavajućeg Državnog nuklearnog regulatornog tijela Ukrajine; Dmitrij Čumak, vodeći inženjer sektora informacione podrške Informaciono-tehničkog odeljenja SSTC NRS, 10.03.2014.
https://site/wp-content/uploads/2015/09/diagram11.jpg 450 640 admin //site/wp-content/uploads/2017/08/Logo_Uatom.pngadmin 2015-09-29 09:58:38 2017-11-06 10:52:43 Zračenje i prostor: šta trebate znati? („radijacijske“ tajne koje krije svemir)Kao što je već spomenuto, čim su Amerikanci započeli svoj svemirski program, njihov naučnik James Van Allen postigao je dovoljno važno otkriće. Prvi američki umjetni satelit koji su lansirali u orbitu bio je mnogo manji od sovjetskog, ali Van Allen je smislio da na njega priključi Gajgerov brojač. Time je i zvanično potvrđeno ono što je izraženo krajem 19. veka. Izvanredni naučnik Nikola Tesla pretpostavio je da je Zemlja okružena pojasom intenzivnog zračenja.
Fotografija Zemlje astronauta Williama Andersa
tokom misije Apolo 8 (NASA arhiva)
Teslu je, međutim, akademska nauka smatrala velikim ekscentrikom, pa čak i ludom, pa su njegove hipoteze o gigantu generisanog od Sunca električni naboj već dugo leže pod tepihom, a izraz „sunčev vetar“ nije izazvao ništa osim osmeha. Ali zahvaljujući Van Allenu, Tesline teorije su oživljene. Na poticaj Van Allena i niza drugih istraživača, ustanovljeno je da radijacijski pojasevi u svemiru počinju na 800 km iznad površine Zemlje i protežu se do 24.000 km. Pošto je nivo zračenja tamo manje-više konstantan, dolazno zračenje treba da bude približno jednako izlaznom zračenju. U suprotnom, ili bi se nakupljao dok ne “ispeče” Zemlju, kao u peći, ili bi se isušio. Van Allen je ovom prilikom napisao: „Pojasi radijacije mogu se uporediti sa posudom koja curi, koja se stalno dopunjuje od Sunca i teče u atmosferu. Veliki dio solarnih čestica prelije posudu i prska, posebno u polarnim zonama, što dovodi do polarnog svjetla, magnetnih oluja i drugih sličnih pojava.”
Radijacija iz Van Alenovih pojaseva zavisi od sunčevog vetra. Osim toga, čini se da fokusiraju ili koncentrišu ovo zračenje u sebi. Ali pošto u sebi mogu da koncentrišu samo ono što je došlo direktno sa Sunca, ostaje otvoreno još jedno pitanje: koliko je radijacije u ostatku kosmosa?
Orbite atmosferskih čestica u egzosferi(dic.academic.ru)
Mjesec nema Van Allenove pojaseve. Ona takođe nema zaštitnu atmosferu. Otvoren je za sve solarne vjetrove. Da je došlo do jake sunčeve baklje tokom lunarne ekspedicije, kolosalan tok radijacije bi spalio i kapsule i astronaute na dijelu mjesečeve površine gdje su proveli dan. Ovo zračenje nije samo opasno – ono je smrtonosno!
Sovjetski naučnici su 1963. godine rekli poznatom britanskom astronomu Bernardu Lovellu da ne znaju način da zaštite astronaute od smrtonosnog dejstva kosmičkog zračenja. To je značilo da čak ni mnogo deblje metalne školjke ruskih uređaja nisu mogle da se nose sa zračenjem. Kako bi najtanji (gotovo kao folija) metal koji se koristi u američkim kapsulama mogao zaštititi astronaute? NASA je znala da je to nemoguće. Svemirski majmuni su umrli manje od 10 dana nakon povratka, ali NASA nam to nikada nije rekla pravi razlog njihovu smrt.
Majmun-astronaut (RGANT arhiva)
Većina ljudi, čak i oni koji poznaju svemir, nisu svjesni postojanja smrtonosnog zračenja koje prožima njegova prostranstva. Čudno (ili možda samo iz razloga koji se mogu nagađati), u američkoj "Ilustrovanoj enciklopediji svemirske tehnologije" izraz "kosmičko zračenje" ne pojavljuje se ni jednom. I općenito, američki istraživači (posebno oni povezani s NASA-om) izbjegavaju ovu temu milju dalje.
U međuvremenu, Lovell je, nakon razgovora sa ruskim kolegama koji su bili itekako upoznati sa kosmičkom radijacijom, poslao informacije koje je imao administratoru NASA-e Hughu Drydenu, ali ih je on ignorirao.
Jedan od astronauta koji je navodno posjetio Mjesec, Collins, pomenuo je kosmičko zračenje samo dva puta u svojoj knjizi:
"Bar je Mjesec bio daleko izvan Zemljinih Van Allenovih pojaseva, što je značilo dobru dozu radijacije za one koji su tamo otišli i smrtonosnu dozu za one koji su se zadržali."
“Dakle, Van Allenovi radijacijski pojasevi koji okružuju Zemlju i mogućnost solarnih baklji zahtijevaju razumijevanje i pripremu kako bi se izbjeglo izlaganje posade povećanim dozama radijacije.”
Dakle, šta znači "razumjeti i pripremiti"? Da li to znači da je iza Van Allenovih pojaseva, ostatak prostora bez radijacije? Ili je NASA imala tajnu strategiju za zaštitu od sunčevih baklji nakon donošenja konačne odluke o ekspediciji?
NASA je tvrdila da jednostavno može predvidjeti sunčeve baklje, te je stoga poslala astronaute na Mjesec kada se baklje nisu očekivale i opasnost od zračenja za njih bila minimalna.
Dok su Armstrong i Aldrin radili u svemiru
na površini mjeseca, Michael Collins
postavljeno u orbitu (NASA arhiva)
Međutim, drugi stručnjaci kažu: "Moguće je samo predvidjeti približan datum budućeg maksimalnog zračenja i njegovu gustinu."
Sovjetski kosmonaut Leonov je ipak otišao u svemir 1966. godine - međutim, u super teškom olovnom odijelu. No, samo tri godine kasnije, američki astronauti skočili su na površinu Mjeseca, i to ne u super teškim svemirskim odijelima, već upravo suprotno! Možda su tokom godina stručnjaci iz NASA-e uspjeli pronaći neku vrstu ultra laganog materijala koji pouzdano štiti od zračenja?
Međutim, istraživači iznenada otkrivaju da su barem Apollo 10, Apollo 11 i Apollo 12 krenuli upravo u onim periodima kada su se broj sunčevih pjega i odgovarajuća sunčeva aktivnost približavali maksimumu. Općeprihvaćeni teorijski maksimum solarnog ciklusa 20 trajao je od decembra 1968. do decembra 1969. godine. Tokom ovog perioda, misije Apolo 8, Apollo 9, Apollo 10, Apollo 11 i Apollo 12 navodno su se pomaknule izvan zaštitne zone Van Alenovih pojaseva i ušle u cislunarni prostor.
Dalje proučavanje mjesečnih grafikona pokazalo je da su pojedinačne sunčeve baklje slučajni fenomen, koji se javlja spontano tokom 11-godišnjeg ciklusa. Takođe se dešava da se to dogodi u „niskom“ periodu ciklusa veliki broj izbijanja u kratkom vremenskom periodu, a tokom “visokog” perioda - vrlo mali broj. Ali ono što je važno je da se vrlo jake epidemije mogu javiti u bilo koje doba ciklusa.
Tokom Apolo ere, američki astronauti proveli su ukupno skoro 90 dana u svemiru. Budući da zračenje od nepredvidivih sunčevih baklji stiže do Zemlje ili Mjeseca za manje od 15 minuta, jedini način zaštite od njega bio bi korištenje olovnih kontejnera. Ali kad bi snaga rakete bila dovoljna za podizanje takvog višak kilograma, zašto je onda bilo potrebno ići u svemir u sićušnim kapsulama (bukvalno 0,1 mm aluminijuma) pod pritiskom od 0,34 atmosfere?
To je uprkos činjenici da se čak i tanak sloj zaštitnog premaza, nazvan "mylar", prema posadi Apolla 11, pokazao toliko teškim da je morao biti hitno uklonjen sa lunarnog modula!
Čini se da je NASA odabrala specijalne momke za lunarne ekspedicije, iako prilagođene okolnostima, livene ne od čelika, već od olova. Američki istraživač problema, Ralph Rene, nije bio previše lijen da izračuna koliko je često svaka od navodno završenih lunarnih ekspedicija trebala biti pogođena sunčevom aktivnošću.
Inače, jedan od autoritativnih radnika NASA-e (usput rečeno ugledni fizičar) Bill Modlin je u svom radu “Izgledi za međuzvjezdano putovanje” iskreno izvijestio: “Sunčeve baklje mogu emitovati GeV protone u istom energetskom rasponu kao i većina kosmičkih čestice, ali mnogo intenzivnije. Povećanje njihove energije sa povećanim zračenjem predstavlja posebnu opasnost, jer GeV protoni prodiru kroz nekoliko metara materijala... Solarne (ili zvjezdane) baklje sa emisijom protona su periodično vrlo ozbiljna opasnost u međuplanetarnom prostoru, koja stvara zračenje. doza od stotine hiljada rendgena u nekoliko sati na udaljenosti od Sunca do Zemlje. Ova doza je smrtonosna i milione puta veća od dozvoljene. Smrt može nastupiti nakon 500 rendgena u kratkom vremenskom periodu.”
Da, hrabri američki momci tada su morali zasjati gore od četvrte černobilske elektrane. " Svemirske čestice opasni, dolaze sa svih strana i zahtijevaju najmanje dva metra gustog zaslona oko bilo kojeg živog organizma.” Ali svemirske kapsule koje NASA demonstrira do danas bile su prečnika nešto više od 4 metra. Uz debljinu zidova koju preporučuje Modlin, astronauti, čak i bez ikakve opreme, ne bi stali u njih, a da ne govorimo o činjenici da ne bi bilo dovoljno goriva za podizanje ovakvih kapsula. Ali, očito, ni rukovodstvo NASA-e ni astronauti koje su poslali na Mjesec nisu čitali knjige svog kolege i, blaženo nesvjesni, savladali sve trnje na putu do zvijezda.
Međutim, možda je NASA zapravo za njih razvila neku vrstu ultra-pouzdanih svemirskih odijela, koristeći (očito, vrlo tajni) ultra lagani materijal koji štiti od zračenja? Ali zašto se nigdje drugdje nije koristio, kako kažu, u miroljubive svrhe? Pa dobro, nisu hteli da pomognu SSSR-u oko Černobila: uostalom, perestrojka još nije počela. Ali, na primjer, 1979. godine, u istoj SAD, dogodila se velika nesreća reaktorske jedinice u nuklearnoj elektrani Three Mile Island, koja je dovela do topljenja jezgre reaktora. Pa zašto američki likvidatori nisu iskoristili svemirska odijela bazirana na mnogo reklamiranoj NASA tehnologiji, koja koštaju ne manje od 7 miliona dolara, da eliminišu ovu atomsku tempiranu bombu na svojoj teritoriji?..
