Toate organismele din momentul apariției lor pe Pământ au existat, s-au dezvoltat și au evoluat sub influența constantă a radiațiilor. Radiația este același fenomen natural ca și vântul, fluxurile și refluxul, ploaia etc.
Fondul de radiații naturale (NRF) a fost prezent pe Pământ în toate etapele formării sale. A trecut cu mult înainte să apară viața și apoi biosfera. Radioactivitatea și radiațiile ionizante care o însoțeau au fost un factor care a influențat de ultimă oră biosfera, evoluția Pământului, viața pe Pământ și compoziția elementară sistem solar. Orice organism este expus la fondul de radiații caracteristic zonei. Până în anii 1940 s-a datorat a doi factori: dezintegrarea radionuclizilor de origine naturală, localizați atât în habitatul unui anumit organism, cât și în organismul însuși, și razele cosmice.
Sursele de radiatii naturale (naturale) sunt spatiul si radionuclizii naturali continuti in forma naturala si concentratie in toate obiectele biosferei: sol, apa, aer, minerale, organisme vii etc. Oricare dintre obiectele din jurul nostru si pe noi insine in sens absolut. cuvintele sunt radioactive.
Doza principală de radiații către populație globul primește din surse naturale de radiații. Cele mai multe dintre ele sunt de așa natură încât este absolut imposibil să se evite radiațiile de la ele. De-a lungul istoriei pământului tipuri diferite radiația pătrunde la suprafața pământului din spațiu și provine din substanțe radioactive în Scoarta terestra. O persoană este expusă la radiații în două moduri. Substanțele radioactive pot fi în afara corpului și îl iradiază din exterior (în acest caz se vorbește despre radiații exterioare) sau pot fi în aerul pe care o persoană îl respiră, în alimente sau apă și ajung în interiorul corpului (această metodă de iradiere este numite interne).
Orice locuitor al Pământului este expus la radiații din surse naturale de radiații. Depinde, parțial, de locul în care locuiesc oamenii.Nivelul de radiație în unele locuri de pe glob, în special acolo unde apar rocile radioactive, este mult mai mare decât media, iar în alte locuri este mai scăzut. Sursele terestre de radiații împreună sunt responsabile pentru cea mai mare parte a expunerii la care o persoană este expusă din cauza radiațiilor naturale. În medie, acestea furnizează mai mult de 5/6 din doza anuală efectivă echivalentă primită de populație, în principal din cauza expunerii interne. Restul este contribuit de razele cosmice, în principal prin iradiere externă.
Fondul de radiație natural este format din radiațiile cosmice (16%) și radiațiile create de radionuclizi împrăștiați în natură conținute în scoarța terestră, aerul de suprafață, sol, apă, plante, produse alimentare, în organismele animale și umane (84%). Fondul de radiații artificial este asociat în principal cu procesarea și mișcarea rocilor, arderea cărbunelui, petrolului, gazului și a altor combustibili fosili, precum și cu testarea arme nucleareși energie nucleară.
Fondul de radiație naturală este un factor integral mediu inconjurator care are un impact semnificativ asupra vieții umane. Fondul de radiații naturale fluctuează foarte mult în regiuni diferite Pământ. Doza echivalentă în corpul uman este în medie de 2 mSv = 0,2 rem. Dezvoltarea evolutivă arată că, în condiții de fundal natural, sunt asigurate condiții optime pentru viața oamenilor, animalelor și plantelor. Prin urmare, atunci când se evaluează pericolul cauzat de radiațiile ionizante, este esențial să se cunoască natura și nivelurile de expunere din diverse surse.
Deoarece radionuclizii, ca orice atom, formează anumiți compuși în natură și, în conformitate cu lor proprietăți chimice fac parte din anumite minerale, atunci distribuția radionuclizilor naturali în scoarța terestră este neuniformă. Radiația cosmică, așa cum sa menționat mai sus, depinde și de o serie de factori și poate diferi de mai multe ori. Astfel, fondul de radiații naturale în diferite locuri ale globului este diferit. Acest lucru este legat de condiționalitatea conceptului de „fond normal de radiații”: cu înălțimea deasupra nivelului mării, fondul crește din cauza radiației cosmice, în locurile în care granitele sau nisipurile bogate în toriu ies la suprafață, fondul de radiație este de asemenea mai mare. , si asa mai departe. Prin urmare, putem vorbi doar despre mediul de fond natural al radiațiilor pentru o anumită zonă, teritoriu, țară etc.
Valoarea medie a dozei efective primite de un locuitor al planetei noastre din surse naturale pe an este 2,4 mSv .
Aproximativ 1/3 din această doză se formează din cauza radiațiilor externe (aproximativ în mod egal din spațiu și din radionuclizi) iar 2/3 se datorează expunerii interne, adică radionuclizi naturali aflați în interiorul corpului nostru. Activitatea specifică medie a unei persoane este de aproximativ 150 Bq/kg. Radiația naturală de fond (expunerea externă) la nivelul mării este în medie de aproximativ 0,09 µSv/h. Aceasta corespunde la aproximativ 10 uR/h.
radiații cosmice este un flux de particule ionizante care cade pe Pământ din spațiul cosmic. Compoziția radiației cosmice include:
Radiația cosmică este formată din trei componente care diferă ca origine:
1) radiația particulelor captate de câmpul magnetic al Pământului;
2) radiația cosmică galactică;
3) radiația corpusculară a Soarelui.
Radiația particulelor încărcate captate de câmpul magnetic al Pământului - la o distanță de 1,2-8 razele Pământului sunt așa-numitele centuri de radiații care conțin protoni cu o energie de 1-500 MeV (în principal 50 MeV), electroni cu o energie de aproximativ 0,1 -0,4 MeV și o cantitate mică de particule alfa.
Compus. Razele cosmice galactice constau în principal din protoni (79%) și particule α (20%), ceea ce reflectă prevalența hidrogenului și a heliului în Univers. Dintre ionii grei cea mai mare valoare au ioni de fier datorită intensității relativ mari și numărului atomic mare.
Origine. Sursele razelor cosmice galactice sunt erupțiile stelare, exploziile supernovelor, accelerația pulsarilor, exploziile nucleelor galactice etc.
Durata de viață. Durata de viață a particulelor din radiația cosmică este de aproximativ 200 de milioane de ani. Particulele sunt reținute de câmpul magnetic al spațiului interstelar.
Interacțiunea cu atmosfera . Intrând în atmosferă, razele cosmice interacționează cu atomii de azot, oxigen și argon. Ciocnirile particulelor cu electronii apar mai des decât cu nucleele, dar particulele de înaltă energie pierd puțină energie. În ciocnirile cu nucleele, particulele părăsesc aproape întotdeauna fluxul, astfel încât atenuarea radiației primare se datorează aproape în întregime reacțiilor nucleare.
Când protonii se ciocnesc de nuclee, neutronii și protonii sunt scoși din nuclee și au loc reacții de fisiune nucleară. Particulele secundare rezultate au o energie considerabilă și ele induc aceeași reactii nucleare, adică se formează o întreagă cascadă de reacții, se formează un așa-numit duș de aer extins. O particulă primară de înaltă energie poate da naștere unui ploaie care include zece generații succesive de reacții în care se nasc milioane de particule.
Nuclei și nucleoni noi, care alcătuiesc componenta nuclear-activă a radiației, se formează în principal în straturile superioare ale atmosferei. În partea inferioară, fluxul de nuclee și protoni este slăbit semnificativ din cauza coliziunilor nucleare și a pierderilor de ionizare în continuare. La nivelul mării, formează doar câteva procente din rata dozei.
Radionuclizi cosmogeni
Ca urmare a reacțiilor nucleare sub influența razelor cosmice în atmosferă și parțial în litosferă, se formează nuclee radioactive. Dintre acestea, cea mai mare contribuție la crearea dozei o au (β-emițători: 3 H (T 1/2 = 12,35 ani), 14 C (T 1/2 = 5730 ani), 22 Na (T 1/ 2 = 2,6 ani) - intrarea în corpul uman cu alimente.După cum reiese din datele prezentate, carbon-14 are cea mai mare contribuție la expunere.Un adult consumă ~ 95 kg de carbon pe an cu alimente.
Radiația solară, constând din radiații electromagnetice până la raze X, protoni și particule alfa;
Tipurile de radiații enumerate sunt primare, ele dispar aproape complet la o altitudine de aproximativ 20 km din cauza interacțiunii cu straturile superioare atmosfera. În acest caz, se formează radiația cosmică secundară, care ajunge la suprafața Pământului și afectează biosfera (inclusiv oamenii). Compoziția radiației secundare include neutroni, protoni, mezoni, electroni și fotoni.
Intensitatea radiației cosmice depinde de o serie de factori:
Modificări ale fluxului de radiații galactice,
activitatea soarelui,
Înălțimi deasupra nivelului mării.
În funcție de înălțime, intensitatea radiației cosmice crește brusc.
Radionuclizi ai scoarței terestre.
În scoarța terestră sunt împrăștiați izotopi cu viață lungă (cu un timp de înjumătățire de miliarde de ani), care nu au avut timp să se descompună în timpul existenței planetei noastre. S-au format, probabil, concomitent cu formarea planetelor sistemului solar (izotopi relativ de scurtă durată s-au degradat complet). Acești izotopi se numesc substanțe radioactive naturale, ceea ce înseamnă cele care s-au format și sunt reformați în mod constant fără intervenția omului. În descompunere, formează izotopi intermediari, de asemenea radioactivi.
Sursele externe de radiații sunt peste 60 de radionuclizi naturali localizați în biosfera Pământului. Elementele radioactive naturale sunt conținute în cantități relativ mici în toate învelișurile și în nucleul Pământului. De o importanță deosebită pentru oameni sunt elementele radioactive ale biosferei, adică. acea parte a învelișului Pământului (lito-, hidro- și atmosferă) în care se află microorganismele, plantele, animalele și oamenii.
De miliarde de ani a existat un proces constant de descompunere radioactivă a nucleelor instabile ale atomilor. Ca urmare, radioactivitatea totală a materiei Pământului, roci a scăzut treptat. Izotopii cu viață relativ scurtă s-au degradat complet. Se păstrează în principal elemente cu un timp de înjumătățire măsurat în miliarde de ani, precum și produse secundare relativ scurte ale dezintegrarii radioactive, rezultând lanțuri succesive de transformări, așa-numitele familii de elemente radioactive. În scoarța terestră, radionuclizii naturali pot fi mai mult sau mai puțin uniform dispersați sau concentrați sub formă de depozite.
Radionuclizi naturali (naturali). poate fi împărțit în trei grupe:
Radionuclizi aparținând familiilor radioactive (serie),
Alți radionuclizi (care nu aparțin familiilor radioactive) incluși în scoarța terestră în timpul formării planetei,
Radionuclizii s-au format sub acțiunea radiațiilor cosmice.
În timpul formării Pământului, împreună cu nuclizii stabili, radionuclizii au intrat și ei în compoziția scoarței sale. Majoritatea acestor radionuclizi aparțin așa-numitelor familii (serie) radioactive. Fiecare rând este un lanț de transformări radioactive succesive, atunci când nucleul format în timpul dezintegrarii nucleului părinte se descompune și el, la rândul său, generând din nou un nucleu instabil etc. Începutul unui astfel de lanț este un radionuclid care nu este format din un alt radionuclid, dar este conținut în scoarța terestră și în biosferă încă de la nașterea lor. Acest radionuclid se numește strămoș și întreaga familie (serie) poartă numele lui. În total, există trei strămoși în natură - uraniu-235, uraniu-238 și toriu-232 și, în consecință, trei serii radioactive - două uraniu și toriu. Toate rândurile se termină cu izotopi stabili de plumb.
Toriul are cel mai lung timp de înjumătățire (14 miliarde de ani), așa că a fost păstrat aproape complet de la apariția Pământului. Uraniul-238 s-a degradat într-o mare măsură, marea majoritate a uraniului-235 s-a degradat și întregul izotop al neptuniului-232 s-a degradat. Din acest motiv, în scoarța terestră există mult toriu (de aproape 20 de ori mai mult decât uraniul), iar uraniul-235 este de 140 de ori mai puțin decât uraniul-238. Deoarece strămoșul celei de-a patra familii (neptunium) s-a dezintegrat complet de la apariția Pământului, este aproape absent în roci. Au fost găsite urme de neptuniu în minereuri de uraniu. Dar originea sa este secundară și se datorează bombardării nucleelor de uraniu-238 de către neutroni de raze cosmice. Acum neptuniul este obținut folosind reacții nucleare artificiale. Pentru ecologist nu are niciun interes.
Aproximativ 0,0003% (după diverse surse 0,00025-0,0004%) din masa scoarței terestre este uraniu. Adică, un metru cub din cel mai comun sol conține în medie 5 grame de uraniu. Există locuri în care această cantitate este de mii de ori mai mare - acestea sunt zăcăminte de uraniu. Un metru cub de apă de mare conține aproximativ 1,5 mg de uraniu. Acest lucru natural element chimic Este reprezentat de doi izotopi -238U și 235U, fiecare dintre care strămoșul propriei serii radioactive. Marea majoritate a uraniului natural (99,3%) este uraniu-238. Acest radionuclid este foarte stabil, probabilitatea dezintegrarii sale (și anume, dezintegrarea alfa) este foarte mică. Această probabilitate este caracterizată de un timp de înjumătățire de 4,5 miliarde de ani. Adică de la formarea planetei noastre, numărul acesteia s-a înjumătățit. Din aceasta, la rândul său, rezultă că fondul de radiații pe planeta noastră era odinioară mai mare. Lanțuri de transformări radioactive care generează radionuclizi naturali din seria uraniului:
Seria radioactivă include atât radionuclizi cu viață lungă (adică radionuclizi cu un timp de înjumătățire lung), cât și cei cu viață scurtă, dar toți radionuclizii din serie există în natură, chiar și cei care se degradează rapid. Acest lucru se datorează faptului că de-a lungul timpului a fost stabilit un echilibru (așa-numitul „echilibru secular”) - rata de dezintegrare a fiecărui radionuclid este egală cu viteza de formare a acestuia.
Există radionuclizi naturali care au intrat în compoziția scoarței terestre în timpul formării planetei și care nu aparțin seriei uraniului sau toriului. Primul este potasiu-40. Conținutul de 40 K în scoarța terestră este de aproximativ 0,00027% (masă), timpul de înjumătățire este de 1,3 miliarde de ani. Nuclidul fiică, calciul-40, este stabil. Potasiul-40 se găsește în cantități semnificative în plante și organismele vii, aducând o contribuție semnificativă la doza internă totală de expunere umană.
Potasiul natural conține trei izotopi: potasiu-39, potasiu-40 și potasiu-41, dintre care doar potasiul-40 este radioactiv. Raportul cantitativ al acestor trei izotopi din natură arată astfel: 93,08%, 0,012% și 6,91%.
Potasiul-40 se descompune în două moduri. Aproximativ 88% dintre atomii săi suferă radiații beta și se transformă în atomi de calciu-40. Restul de 12% dintre atomi, care experimentează captarea K, se transformă în atomi de argon-40. Metoda potasiu-argon pentru determinarea vârstei absolute a rocilor și mineralelor se bazează pe această proprietate a potasiului-40.
Al treilea grup de radionuclizi naturali sunt radionuclizi cosmogeni. Acești radionuclizi sunt formați din radiația cosmică de la nuclizi stabili ca rezultat al reacțiilor nucleare. Acestea includ tritiu, beriliu-7, carbon-14, sodiu-22. De exemplu, reacțiile nucleare de formare a tritiului și carbonului-14 din azot sub acțiunea neutronilor cosmici:
Carbonul ocupă un loc special printre radioizotopii naturali. Carbonul natural este format din doi izotopi stabili, printre care predomină carbonul-12 (98,89%). Restul este reprezentat aproape în întregime de izotopul carbon-13 (1,11%).
Pe lângă izotopii stabili ai carbonului, sunt cunoscuți încă cinci radioactivi. Patru dintre ele (carbon-10, carbon-11, carbon-15 și carbon-16) au timpi de înjumătățire foarte scurt (secunde și fracțiuni de secundă). Al cincilea radioizotop, carbon-14, are un timp de înjumătățire de 5730 de ani.
În natură, concentrația de carbon-14 este extrem de scăzută. De exemplu, în plantele moderne, un atom al acestui izotop reprezintă 109 atomi de carbon-12 și carbon-13. Cu toate acestea, odată cu apariția armelor atomice și a tehnologiei nucleare, carbonul-14 este obținut artificial prin interacțiunea neutronilor lenți cu azotul atmosferic, astfel încât cantitatea sa crește constant.
Există o anumită convenție cu privire la punctul de vedere al fundalului considerat „normal”. Astfel, cu o doză efectivă anuală „medie planetară” per persoană de 2,4 mSv în multe țări, această valoare este de 7-9 mSv/an. Adică, din timpuri imemoriale, milioane de oameni trăiesc în condiții de doze naturale, care sunt de câteva ori mai mari decât media. Studiile medicale și statisticile demografice arată că acest lucru nu le afectează în niciun fel viața, nu are impact negativ asupra sănătăţii lor şi asupra sănătăţii urmaşilor lor.
Vorbind despre condiționalitatea conceptului de fundal natural „normal”, se poate indica și un număr de locuri de pe planetă în care nivelul radiației naturale depășește media nu numai de câteva ori, ci și de zeci de ori (tabel), zeci și sute de mii de locuitori sunt expuși acestui efect. Și aceasta este și norma, nici nu le afectează în niciun fel sănătatea. Mai mult decât atât, multe zone cu o radiație de fond crescută de secole au fost locuri de turism de masă (cotorele maritime) și stațiuni recunoscute (caucazian). Apă minerală, Karlovy Vary etc.).
Chiar dacă zborurile interplanetare erau o realitate, oamenii de știință spun din ce în ce mai mult că tot mai multe pericole așteaptă corpul uman din punct de vedere pur biologic. Experții numesc radiațiile cosmice dure unul dintre principalele pericole. Pe alte planete, de exemplu, pe același Marte, această radiație va fi de așa natură încât va accelera semnificativ apariția bolii Alzheimer.
„Radiațiile cosmice reprezintă o amenințare foarte semnificativă pentru viitorii astronauți. Posibilitatea ca expunerea la radiații spațiale să poată duce la probleme de sănătate precum cancerul a fost recunoscută de mult timp”, spune Kerry O'Banion, Ph.D. centru medical la Universitatea din Rochester. „Experimentele noastre au stabilit, de asemenea, în mod fiabil că radiațiile dure provoacă și o accelerare a modificărilor creierului asociate cu boala Alzheimer”.
Potrivit oamenilor de știință, întreg spațiul cosmic este literalmente pătruns de radiații, în timp ce atmosfera groasă a Pământului protejează planeta noastră de aceasta. Efectul radiațiilor asupra lor înșiși poate fi deja simțit de către participanții la zboruri pe termen scurt către ISS, deși oficial se află pe orbită joasă, unde domul protector al gravitației Pământului încă funcționează. Radiația este activă în special în acele momente în care apar erupții pe Soare cu emisii ulterioare de particule de radiație.
Oamenii de știință spun că NASA lucrează deja îndeaproape la diferite abordări legate de protejarea oamenilor de radiațiile cosmice. Pentru prima dată, departamentul spațial a început să finanțeze „cercetarea radiațiilor” în urmă cu 25 de ani. Acum, o parte semnificativă a inițiativelor din acest domeniu sunt legate de cercetarea privind modul de a proteja viitorii marsonauți de radiațiile dure de pe Planeta Roșie, unde nu există o astfel de cupolă atmosferică ca pe Pământ.
Deja, experții spun cu o probabilitate foarte mare că radiațiile marțiane provoacă cancer. Există volume și mai mari de radiații lângă asteroizi. Amintiți-vă că NASA plănuiește o misiune către un asteroid cu participarea unei persoane pentru 2021 și pe Marte - nu mai târziu de 2035. Un zbor spre Marte și înapoi cu o ședere acolo poate dura aproximativ trei ani.
Potrivit NASA, acum s-a dovedit că radiațiile cosmice provoacă, pe lângă cancer, și boli ale sistemului cardiovascular, musculo-scheletic și endocrin. Acum, specialiștii de la Rochester au identificat un alt vector de pericol: în cadrul cercetării, s-a constatat că dozele mari de radiații cosmice provoacă boli asociate cu neurodegenerarea, în special, activează procese care contribuie la dezvoltarea bolii Alzheimer. Experții au studiat și modul în care radiațiile spațiale afectează sistemul nervos central uman.
Pe baza unor experimente, specialiștii au stabilit că particulele radioactive din spațiu au în structura lor nucleele atomilor de fier, care au o capacitate de penetrare fenomenală. De aceea este surprinzător de greu să te aperi împotriva lor.
Pe Pământ, cercetătorii au efectuat simulări ale radiațiilor cosmice la Laboratorul Național American Brookhaven din Long Island, unde se află un accelerator special de particule. În timpul experimentelor, cercetătorii au determinat intervalul de timp în care apare și progresează boala. Cu toate acestea, în timp ce cercetătorii au efectuat experimente pe șoareci de laborator, expunându-i la doze de radiații comparabile cu cele pe care oamenii le-ar primi în timpul unui zbor către Marte. După experimente, aproape toți șoarecii au primit tulburări în funcționarea sistemului cognitiv al creierului. Au existat și încălcări în activitatea sistemului cardiovascular. În creier, au fost identificate focare de acumulare de beta-amiloid, o proteină care este un semn sigur al bolii Alzheimer iminente.
Oamenii de știință spun că încă nu știu cum să combată radiațiile spațiale, dar sunt încrezători că radiațiile sunt factorul care merită cea mai serioasă atenție atunci când planifică viitoarele zboruri spațiale.
În apropierea Pământului, câmpul său magnetic continuă să protejeze – chiar dacă este slăbit și fără ajutorul a mulți kilometri de atmosferă. Zburând în regiunea polilor, unde câmpul este mic, astronauții stau într-o încăpere special protejată. Și pentru protecția împotriva radiațiilor în timpul unui zbor către Marte, încă nu există o soluție tehnică satisfăcătoare.
Am decis să adauge răspunsul inițial din două motive:
- într-un loc conține o afirmație incorectă și nu conține una corectă
- doar de dragul completității (ghilimele)
1. În comentariile pe care le-a criticat Susanna Răspunsul este în mare măsură corect.
De mai sus poli magnetici Câmpul Pământului slăbește asa cum am afirmat. Da, Susanna are dreptate că este deosebit de mare LA POL (imaginați-vă liniile de forță: se adună exact la poli). Dar la o înălțime mare DEASUPRA POL, este mai slab decât în alte locuri - din același motiv (imaginați-vă aceleași linii de forță: au coborât - la poli, iar în vârf aproape că au dispărut). Câmpul pare să se scufunde.
Dar Susanna are dreptate cosmonauții Ministerului Situațiilor de Urgență nu se adăpostesc într-o cameră specială din cauza regiunilor polare R: Mi-a pierdut memoria.
Dar inca există un loc peste care se iau măsuri speciale(L-am confundat cu regiunile polare). Aceasta - peste anomalia magnetică din Atlanticul de Sud. Acolo, câmpul magnetic „se lasă” atât de mult încât centura de radiații și luați măsuri speciale fără erupții solare. Nu am putut găsi rapid un citat despre măsuri speciale care nu au legătură cu activitatea solară, dar am citit undeva despre ele.
Și, desigur, merită menționat focarele în sine: se ascund și de ei în cea mai protejată încăpere și nu se plimbă în acest moment prin gara.
Toate erupțiile solare sunt atent monitorizate și informații despre acestea sunt trimise la centrul de control. În astfel de perioade, astronauții nu mai lucrează și se refugiază în cele mai protejate compartimente ale stației. Astfel de segmente protejate sunt compartimentele ISS de lângă rezervoarele de apă. Apa întârzie particulele secundare - neutronii, iar doza de radiație este absorbită mai eficient.
2. Doar citate și informații suplimentare
Unele citate de mai jos menționează doza în Sieverts (Sv). Pentru orientare, câteva cifre și efecte probabile din tabelul în
0-0,25 Sunetul Niciun efect, cu excepția modificărilor moderate ale sângelui
0,25-1 Sunet Boli de radiații de la 5-10% dintre persoanele expuse
7 Sv ~100% decese
Doza zilnică pe ISS este de aproximativ 1 mSv (vezi mai jos). Mijloace, poți zbura fără prea mult risc timp de aproximativ 200 de zile. De asemenea, este important pentru cât timp este luată aceeași doză: un timp scurt mult mai periculos decât pentru o recrutare pe termen lung. Corpul nu este un obiect pasiv care pur și simplu „acumulează” defecte de radiație: are și mecanisme de „reparare” și, de obicei, fac față cu creșterea treptată a dozelor mici.
În absența stratului atmosferic masiv care înconjoară oamenii de pe Pământ, astronauții de pe ISS sunt expuși la radiații mai intense din fluxurile constante de raze cosmice. În ziua respectivă, membrii echipajului primesc o doză de radiații în cantitate de aproximativ 1 milisievert, ceea ce este aproximativ echivalent cu expunerea unei persoane pe Pământ timp de un an. Acest lucru duce la un risc crescut de a dezvolta tumori maligne la astronauți, precum și la o slăbire a sistemului imunitar.
Conform datelor culese de NASA și experți din Rusia și Austria, astronauții de pe ISS primesc o doză zilnică de 1 milisievert. Pe Pământ, o astfel de doză de radiații nu poate fi obținută peste tot nici măcar pentru un an întreg.
Acest nivel, totuși, este încă relativ tolerabil. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că stațiile spațiale din apropierea Pământului sunt protejate de câmpul magnetic al Pământului.
Dincolo de limitele sale, radiația va crește de multe ori, prin urmare, expedițiile în spațiul profund vor fi imposibile.
Radiațiile din clădirile rezidențiale și laboratoarele ISS și Mir s-au datorat bombardării pielii de aluminiu a stației cu raze cosmice. Ionii rapidi și grei au eliminat o cantitate destul de mare de neutroni din piele.
În prezent, este imposibil să se asigure o protecție sută la sută împotriva radiațiilor pe nave spațiale. Mai precis, este posibil, dar datorită unei creșteri mai mult decât semnificative a masei, dar acest lucru este pur și simplu inacceptabil
Pe lângă atmosfera noastră, câmpul magnetic al Pământului este o protecție împotriva radiațiilor. Prima centură de radiații a Pământului este situată la o altitudine de aproximativ 600-700 km. Stația zboară acum la o altitudine de aproximativ 400 km, ceea ce este semnificativ mai mic ... Protecția împotriva radiațiilor în spațiu este (de asemenea - n.red.) Coca unei nave sau a unei stații. Cu cât pereții carcasei sunt mai groși, cu atât protecția este mai mare. Desigur, pereții nu pot fi infinit de groși, deoarece există restricții de greutate.
Nivelul ionizant, nivelul de fond al radiației la nivel internațional statie spatiala mai mare decât pe Pământ (de aproximativ 200 de ori - n.red.), ceea ce îl face pe astronautul mai susceptibil la radiațiile ionizante decât reprezentanții industriilor tradiționale periculoase ale radiațiilor, cum ar fi energia nucleară și diagnosticarea cu raze X.
Pe lângă dozimetrele individuale pentru astronauți, stația are și un sistem de monitorizare a radiațiilor. ... Fiecare senzor este situat în cabinele echipajului și câte un senzor în compartimentul de lucru de diametru mic și mare. Sistemul funcționează autonom 24 de ore pe zi. ... Astfel, Pământul are informații despre situația actuală a radiațiilor la stație. Sistemul de monitorizare a radiațiilor este capabil să emită un semnal de avertizare „Verificați radiația!”. Dacă s-ar întâmpla acest lucru, atunci am vedea focul unui banner cu un semnal sonor însoțitor pe panoul de alarmă al sistemelor. Nu au existat astfel de cazuri pe toată durata existenței stației spațiale internaționale.
În... zona Atlanticului de Sud... centurile de radiații „sac” deasupra Pământului din cauza existenței unei anomalii magnetice adânci sub Pământ. Navele spațiale care zboară deasupra Pământului, așa cum spunea, „dungă” centurile de radiații pentru o perioadă foarte scurtă de timp... pe viraje care trec prin regiunea anomaliei. În alte ture, nu există fluxuri de radiații și nu creează probleme participanților la expedițiile spațiale.
Anomalia magnetică din Atlanticul de Sud nu este singura „ghinion” de radiații pentru astronauți. Erupțiile solare, uneori generând particule foarte energetice... pot crea mari dificultăți pentru zborurile astronauților. Ce doză de radiație poate fi primită de un astronaut în cazul sosirii particulelor solare pe Pământ este în mare măsură o chestiune de întâmplare. Această valoare este determinată în principal de doi factori: gradul de distorsiune a câmpului magnetic dipol al Pământului în timpul furtunilor magnetice și parametrii orbitei nava spatialaîn timpul unui eveniment solar. ... Echipajul poate avea noroc dacă orbitele din momentul invaziei SCR nu trec prin zone periculoase de latitudini înalte.
Una dintre cele mai puternice erupții de protoni, o furtună de radiații a erupțiilor solare care a provocat o furtună de radiații în apropierea Pământului, a avut loc destul de recent - 20 ianuarie 2005. O erupție solară de o putere similară a avut loc acum 16 ani, în octombrie 1989. Mulți protoni cu energii care depășesc sute de MeV au ajuns în magnetosfera Pământului. Apropo, astfel de protoni sunt capabili să depășească protecția unei grosimi echivalente cu aproximativ 11 centimetri de apă. Costumul astronautului este mai subțire. Biologii cred că dacă la acel moment astronauții se aflau în afara Stației Spațiale Internaționale, atunci, desigur, efectele radiațiilor ar fi afectat sănătatea astronauților. Dar erau înăuntrul ei. Protecția ISS este suficient de mare pentru a proteja echipajul de efectele adverse ale radiațiilor în multe cazuri. Așa a fost în timpul acestui eveniment. După cum au arătat măsurătorile cu ajutorul dozimetrelor de radiații, doza de radiații „captată” de astronauți nu a depășit doza pe care o primește o persoană în timpul unei examinări convenționale cu raze X. Cosmonauții ISS au primit 0,01 Gy sau ~ 0,01 Sievert... Adevărat, astfel de doze mici se datorează și faptului că, așa cum s-a scris mai devreme, stația se afla pe orbite „protejate magnetic”, ceea ce s-ar putea să nu se întâmple întotdeauna.
Neil Armstrong (primul astronaut care a mers pe Lună) a raportat Pământului despre senzațiile sale neobișnuite în timpul zborului: uneori a observat sclipiri strălucitoare în ochi. Uneori, frecvența lor ajungea la aproximativ o sută pe zi... Oamenii de știință... au ajuns la concluzia că... razele cosmice galactice sunt responsabile pentru asta. Aceste particule de înaltă energie sunt cele care, pătrunzând în globul ocular, provoacă strălucirea Cherenkov atunci când interacționează cu substanța care alcătuiește ochiul. Drept urmare, astronautul vede un fulger strălucitor. Cea mai eficientă interacțiune cu materia nu sunt protonii, care sunt cei mai mari în compoziția razelor cosmice a tuturor celorlalte particule, ci particulele grele - carbon, oxigen, fier. Aceste particule, având o masă mare, își pierd mult mai mult din energie pe unitatea de distanță parcursă decât omologii lor mai ușoare. Ei sunt cei responsabili pentru generarea strălucirii Cherenkov și excitarea retinei - membrana sensibilă a ochiului.
În timpul zborurilor spațiale pe distanțe lungi, rolul razelor cosmice galactice și solare ca factori periculoși pentru radiații crește. Se estimează că atunci când zboară spre Marte, GCR-urile devin principalul pericol de radiații. Zborul spre Marte durează aproximativ 6 luni, iar doza integrală - totală - de radiații de la GCR și SCR în această perioadă este de câteva ori mai mare decât doza de radiație către ISS pentru același timp. Prin urmare, riscul consecințelor radiațiilor asociat cu implementarea misiunilor în spațiul adânc crește semnificativ. Deci, pentru un an de zbor spre Marte, doza absorbită asociată cu GCR va fi de 0,2-0,3 Sv (fără ecranare). Poate fi comparată cu doza de la una dintre cele mai puternice rachete ale secolului trecut - august 1972. În timpul acestui eveniment, a fost de câteva ori mai mică: ~0,05 Sv.
Pericolul de radiații creat de GCR poate fi evaluat și prezis. O bogăție de material a fost acum acumulată pe variațiile temporale GCR asociate cu ciclul solar. Acest lucru a făcut posibilă crearea unui model pe baza căruia este posibil să se prezică fluxul GCR pentru orice perioadă de timp dată.
Lucrurile sunt mult mai complicate cu SCL. Erupțiile solare apar aleatoriu și nici măcar nu este evident că evenimente solare puternice au loc în ani care sunt neapărat aproape de activitatea maximă. Cel puțin, experiența ultimilor ani arată că ele apar și în timpul luminarului tăcut.
Protonii erupțiilor solare reprezintă o amenințare reală pentru echipajele spațiale din misiuni pe distanță lungă. Luând din nou ca exemplu erupția din august 1972, se poate demonstra, recalculând fluxurile de protoni solari într-o doză de radiație, că la 10 ore după începerea evenimentului, aceasta a depășit valoarea letală pentru echipajul navei spațiale dacă erau în afara navei pe Marte sau, să zicem, pe Lună.
Aici este oportun să amintim zborurile americanului „Apollo” către Lună la sfârșitul anilor ’60 – începutul anilor ’70. În 1972, în august, a avut loc o erupție solară de aceeași putere ca în octombrie 1989. Apollo 16 a aterizat după călătoria sa lunară în aprilie 1972, iar următorul, Apollo 17, a fost lansat în decembrie. A avut noroc echipajul Apollo 16? Sigur că da. Calculele arată că, dacă astronauții Apollo ar fi fost pe Lună în august 1972, ar fi fost expuși la o doză de radiații de ~4 Sv. Sunt multe de salvat. Doar dacă... dacă nu se întorc repede pe Pământ pentru tratament de urgență. O altă opțiune este să mergi în cabina modulului lunar Apollo. Aici doza de radiații ar scădea de 10 ori. Pentru comparație, să spunem că protecția ISS este de 3 ori mai groasă decât cea a modulului lunar Apollo.
La altitudinile stațiilor orbitale (~400 km), dozele de radiații depășesc de ~200 de ori valorile observate pe suprafața Pământului! În principal datorită particulelor din centurile de radiații.
Se știe că unele rute ale aeronavelor intercontinentale trec în apropierea regiunii polare nordice. Această zonă este cel mai puțin protejată de pătrunderea particulelor energetice și, prin urmare, în timpul erupțiilor solare, riscul expunerii la radiații pentru echipaj și pasageri crește. Erupțiile solare cresc dozele de radiații la altitudinile de zbor ale aeronavei de 20-30 de ori.
Recent, echipajele unor companii aeriene au fost informate despre începutul declanșării invaziei particulelor solare. O erupție solară puternică recentă, în noiembrie 2003, a făcut ca echipajul Delta al unui zbor Chicago-Hong Kong să se abată de la pistă: să ia o rută cu latitudine mai mică până la destinație.
Pământul este protejat de radiațiile cosmice de către atmosferă și câmpul magnetic. Pe orbită, fondul de radiație este de sute de ori mai mare decât pe suprafața Pământului. În fiecare zi, un astronaut primește o doză de radiații de 0,3-0,8 milisieverts - de aproximativ cinci ori mai mult decât cu o radiografie toracică. Când lucrați în spațiu deschis, impactul radiațiilor este chiar cu un ordin de mărime mai mare. Și în momentele de erupții solare puternice, puteți obține o normă de 50 de zile într-o singură zi la stație. Doamne ferește să lucrezi peste bord într-un astfel de moment - pentru o singură ieșire, poți alege doza permisă pentru întreaga ta carieră, care este de 1000 milisievert. În condiții normale, ar fi fost suficient timp de patru ani - nimeni nu a zburat încă atât de mult. Mai mult, daunele aduse sănătății de la o astfel de expunere unică vor fi mult mai mari decât de la prelungit ani de zile.
Cu toate acestea, orbitele joase ale Pământului sunt încă relativ sigure. Câmpul magnetic al Pământului captează particule încărcate din vântul solar, formând centuri de radiații. Au forma unei gogoși late care înconjoară Pământul la ecuator, la o altitudine de 1.000 până la 50.000 de kilometri. Densitatea maximă de particule este atinsă la altitudini de aproximativ 4.000 și 16.000 de kilometri. Orice întârziere prelungită a navei în centurile de radiații reprezintă o amenințare gravă la adresa vieții echipajului. Traversându-le în drumul lor spre Lună, astronauții americani riscau să primească o doză de 10-20 milisievert în câteva ore – ca într-o lună de muncă pe orbită.
În zborurile interplanetare, problema protecției împotriva radiațiilor echipajului este și mai acută. Pământul acoperă jumătate din razele cosmice dure, iar magnetosfera sa blochează aproape complet fluxul vântului solar. În spațiu deschis, fără măsuri suplimentare de protecție, expunerea va crește cu un ordin de mărime. Uneori se discută ideea de a devia particulele cosmice cu câmpuri magnetice puternice, dar în practică nu s-a rezolvat încă nimic altceva decât ecranarea. Particulele de radiații cosmice sunt bine absorbite de combustibilul rachetei, ceea ce sugerează utilizarea rezervoarelor pline ca protecție împotriva radiațiilor periculoase.
Câmpul magnetic la poli nu este mic, ci mai degrabă mare. Pur și simplu este îndreptat acolo aproape radial către Pământ, ceea ce duce la faptul că particulele vântului solar captate de câmpurile magnetice din curele de radiații, în anumite condiții, se mișcă (cad) în direcția Pământului la poli, provocând aurore. Acest lucru nu reprezintă un pericol pentru astronauți, deoarece traiectoria ISS trece mai aproape de zona ecuatorială. Pericolul este reprezentat de erupții solare puternice de clasa M și X cu ejecții coronare de materie (în principal protoni) îndreptate spre Pământ. În acest caz, astronauții aplică măsuri suplimentare de protecție împotriva radiațiilor.
Răspuns
CITAT: „... Nu protonii interacționează cel mai eficient cu materia, care reprezintă cel mai mare număr dintre toate celelalte particule din razele cosmice, ci particulele grele - carbon, oxigen, fier...”.
Vă rugăm să explicați ignoranților - de unde au venit particulele de carbon, oxigen, fier din vântul solar (razele cosmice, așa cum ați scris) și cum pot pătrunde în substanța care alcătuiește ochiul - prin costumul spațial?
Răspuns
Încă 2 comentarii
Explic... Lumina soarelui este fotoni(inclusiv cuante gamma și raze X, care sunt radiații penetrante).
Mai sunt ceva vânt însorit. Particule. De exemplu, electroni, ioni, nuclee atomice care zboară de la Soare și de la Soare. Există puțini nuclei grei (mai grei decât heliul) acolo, pentru că sunt puțini dintre ei în Soare însuși. Dar există multe particule alfa (nuclee de heliu). Și, în principiu, orice nucleu mai ușor decât un fier poate zbura (singura întrebare este numărul de sosire). Sinteza ulterioară a fierului pe Soare (mai ales în afara lui) nu merge. Prin urmare, doar fierul și ceva mai ușor (același carbon, de exemplu) pot zbura de la Soare.
Raze cosmice în sens restrâns- aceasta este particule încărcate cu viteză foarte mare(și nu încărcat, totuși, de asemenea), sosit din afara sistemului solar (în mare parte). Și, de asemenea, - radiații penetrante de acolo(uneori este considerat separat, nu se numără printre „razele”).
Printre alte particule, razele cosmice conțin nucleele oricăror atomi(în cantități diferite, desigur). Oarecum nucleele grele, lovind substanța, ionizează totul în calea lor(și, de asemenea, - deoparte: există ionizare secundară - deja de ceea ce este eliminat de-a lungul drumului). Și dacă au o viteză mare (și energie cinetică), atunci nucleele vor fi angajate în această afacere (zburând prin materie și ionizarea ei) pentru o lungă perioadă de timp și nu se vor opri curând. Respectiv, va zbura prin orice și nu va opri calea- până când vor cheltui aproape tot energie kinetică. Chiar și poticnându-se direct într-un alt nucleu (și acest lucru este rar), ei îl pot arunca pur și simplu deoparte, aproape fără a schimba direcția mișcării lor. Sau nu în lateral, ci zboară mai departe mai mult sau mai puțin într-o direcție.
Imaginați-vă o mașină care s-a izbit de alta cu viteză maximă. Se va opri? Și, de asemenea, imaginați-vă că viteza lui este de multe mii de kilometri pe oră (și mai bine - pe secundă!), Și puterea îi permite să reziste oricărei lovituri. Acesta este miezul din spațiul cosmic.
Raze cosmice în sensul cel mai larg- acestea sunt raze cosmice în îngust, plus vântul solar și radiația pătrunzătoare de la Soare. (Ei bine, sau fără radiații penetrante, dacă se consideră separat).
Vântul solar este un flux de particule ionizate (în principal plasmă de heliu-hidrogen) care curge din coroana solară cu o viteză de 300-1200 km/s în spațiul înconjurător. Este una dintre componentele principale ale mediului interplanetar.
Multe fenomene naturale asociate cu vântul solar, inclusiv cu fenomene meteorologice spațiale, cum ar fi furtunile magnetice și aurorele.
Conceptele de „vânt solar” (un flux de particule ionizate care zboară de la Soare la Pământ în 2-3 zile) și „lumină solară” (un flux de fotoni care zboară de la Soare la Pământ în medie de 8 minute și 17 secunde). ) nu trebuie confundat.
Datorită vântului solar, Soarele pierde aproximativ un milion de tone de materie în fiecare secundă. Vântul solar este format în principal din electroni, protoni și nuclee de heliu (particule alfa); nucleii altor elemente și particule neionizate (neutre din punct de vedere electric) sunt conținute într-o cantitate foarte mică.
Deși vântul solar provine din stratul exterior al Soarelui, el nu reflectă compoziția elementelor din acest strat, deoarece ca urmare a proceselor de diferențiere, abundența unor elemente crește și unele scade (efectul FIP).
Raze cosmice - particule elementare și nuclee ale atomilor care se deplasează cu energii mari în spațiul cosmic [
Clasificare în funcție de originea razelor cosmice:
- în afara galaxiei noastre
- în galaxie
- in soare
- în spațiul interplanetar
Razele extragalactice și galactice sunt de obicei numite primare. Se obișnuiește să se numească fluxuri secundare de particule care trec și se transformă în atmosfera Pământului.
Razele cosmice sunt o componentă a radiațiilor naturale (radiația de fundal) de pe suprafața Pământului și în atmosferă.
Spectrul energetic al razelor cosmice constă din 43% din energia protonilor, încă 23% din energia heliului (particule alfa) și 34% din energia transportată de particulele rămase.
În ceea ce privește numărul de particule, razele cosmice sunt 92% protoni, 6% nuclee de heliu, aproximativ 1% elemente mai grele și aproximativ 1% electroni.
În mod tradițional, particulele observate în CR sunt împărțite în următoarele grupe... respectiv, protoni, particule alfa, ușoare, medii, grele și supergrele... compoziție chimică radiația cosmică primară este un conținut anormal de mare (de câteva mii de ori) de nuclee din grupa L (litiu, beriliu, bor) în comparație cu compoziția stelelor și a gazului interstelar. Acest fenomen se explică prin faptul că mecanismul de generare a particulelor cosmice accelerează în primul rând nucleele grele, care, atunci când interacționează cu protonii mediului interstelar, se descompun în nuclee mai ușoare.
Răspuns
cometariu
Atunci această serie de articole este pentru tine... Vom vorbi despre sursele naturale de radiații ionizante, utilizarea radiațiilor în medicină și alte lucruri interesante.
Sursele de radiații ionizante sunt împărțite condiționat în două grupe - naturale și artificiale. Sursele naturale au existat dintotdeauna, iar cele artificiale au fost create de civilizația umană în secolul al XIX-lea. Acest lucru este ușor de explicat prin exemplul a doi oameni de știință proeminenți care sunt asociați cu descoperirea radiațiilor. Antoine Henri Becquerel a descoperit radiația ionizantă a uraniului (o sursă naturală), iar Wilhelm Conrad Roentgen a descoperit radiațiile ionizante în timpul decelerării electronilor, care au fost accelerați într-un dispozitiv special conceput (tub de raze X ca sursă artificială). Să analizăm în procente și echivalent digital ce doze de radiații ( caracteristică cantitativă efectele radiațiilor ionizante asupra corpului uman) un cetățean obișnuit al Ucrainei primește în cursul anului din diverse surse artificiale și naturale (Fig. 1).
Orez. 1. Structura și valorile medii ponderate ale dozei efective de expunere a populației Ucrainei pe an
După cum puteți vedea, primim cea mai mare parte a expunerii din surse naturale de radiații. Dar au rămas aceste surse naturale aceleași ca în primele etape ale civilizației? Dacă da, nu trebuie să vă faceți griji, pentru că ne-am adaptat de mult la o astfel de expunere. Dar, din păcate, nu este cazul. Activitatea umană duce la faptul că sursele radioactive naturale se concentrează și cresc posibilitatea influenței lor asupra oamenilor.
Unul dintre astfel de locuri în care crește posibilitatea influenței radiațiilor asupra unei persoane este spațiul cosmic. Intensitatea expunerii la radiații depinde de înălțimea deasupra nivelului mării. Astfel, astronauții, piloții și pasagerii transportului aerian, precum și populația care locuiește la munte, primesc o doză suplimentară de radiații. Să încercăm să aflăm cât de periculos este pentru oameni și ce secrete de „radiații” ascunde cosmosul.
Radiația în spațiu: care este pericolul pentru astronauți?
Totul a început cu faptul că fizicianul și astrofizicianul american James Alfred Van Allen a decis să instaleze un contor Geiger-Muller pe primul satelit care a fost lansat pe orbită. Indicatorii acestui instrument au confirmat oficial existența unei centuri de radiații intense pe tot globul. Dar de unde a venit în spațiu? Se știe că radioactivitatea în spațiu a existat de foarte mult timp, chiar înainte de apariția Pământului, astfel, spațiul cosmic a fost în mod constant umplut și umplut cu radiații. După cercetare, oamenii de știință au ajuns la concluzia că radiațiile din spațiu apar fie de la soare, în timpul erupțiilor, fie din razele cosmice care rezultă din evenimente de înaltă energie din galaxiile noastre și din alte galaxii.
S-a descoperit că centurile de radiații încep la 800 km deasupra suprafeței Pământului și se extind până la 24.000 km. Conform clasificării Federației Internaționale de Aeronautică, un zbor este considerat spațiu dacă altitudinea lui depășește 100 km. În consecință, astronauții sunt cei mai vulnerabili în ceea ce privește primirea unei doze mari de radiații cosmice. Cu cât merg mai sus în spațiul cosmic, cu atât sunt mai aproape de centurile de radiații și, prin urmare, cu atât riscul de a primi o cantitate semnificativă de radiații este mai mare.
Directorul științific al programului Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu (NASA) din SUA pentru a studia efectele radiațiilor asupra oamenilor, Francis Cucinotta a remarcat odată că cea mai neplăcută consecință a expunerii în spațiu în timpul zborurilor de lungă durată a astronauților este dezvoltarea cataractei, adică , opacizarea cristalinului ochiului. În plus, există riscul de cancer. Cucinotta a mai remarcat însă că după zbor nu există consecințe extrem de teribile pentru astronauți. El a subliniat doar că încă nu se cunosc multe despre modul în care radiațiile cosmice îi afectează pe astronauți și care sunt consecințele reale ale acestui impact.
Problema protecției astronauților de radiațiile în spațiu a fost întotdeauna o prioritate. În anii 60 ai secolului trecut, oamenii de știință au ridicat din umeri și nu știau cum să protejeze astronauții de radiațiile cosmice, mai ales când era necesar să plece în spațiul cosmic. În 1966, cosmonautul sovietic a decis totuși să meargă în spațiul cosmic, dar într-un costum de plumb foarte greu. Ulterior, progresul tehnologic a mutat soluția problemei de la centru mort, și au fost create costume mai ușoare și mai sigure.
Explorarea spațiului a atras întotdeauna oameni de știință, cercetători și astronauți. Secretele noilor planete pot fi utile pentru dezvoltarea în continuare a omenirii pe planeta Pământ, dar pot fi și periculoase. De aceea a avut zborul Curiosity spre Marte mare importanță. Dar nu ne vom abate de la obiectivul principal al articolului și ne vom concentra pe rezultatele expunerii la radiații înregistrate de dispozitivul corespunzător de la bordul roverului. Acest dispozitiv a fost amplasat în interiorul navei spațiale, astfel încât citirile sale indică doza reală pe care o poate primi un astronaut deja într-o navă spațială cu echipaj. Oamenii de știință care au procesat rezultatele măsurătorilor au raportat date dezamăgitoare: doza echivalentă de radiații a fost de 4 ori mai mare decât maximul permis pentru lucrători centrale nucleare. În Ucraina, limita dozei de radiații pentru cei care lucrează permanent sau temporar direct cu surse de radiații ionizante este de 20 mSv.
Pentru a explora cele mai îndepărtate colțuri ale spațiului, trebuie să îndepliniți misiuni care nu pot fi realizate din punct de vedere tehnic folosind surse de energie tradiționale. Această problemă a fost rezolvată prin utilizarea surselor de energie nucleară, și anume bateriile izotopice și reactoare. Aceste surse sunt unice în felul lor, deoarece au un potențial energetic ridicat, ceea ce extinde foarte mult posibilitățile de misiuni în spațiul cosmic. De exemplu, au devenit posibile zboruri de sonde către granițele exterioare ale sistemului solar. Deoarece durata unor astfel de zboruri este destul de lungă, panourile solare nu sunt potrivite ca sursă de energie pentru vehiculele spațiale.
Cealaltă față a monedei o reprezintă riscurile potențiale asociate cu utilizarea surselor radioactive în spațiu. Practic, este pericolul unor circumstanțe neprevăzute sau de urgență. De aceea, statele care lansează obiecte spațiale cu surse de energie nucleară la bord depun toate eforturile pentru a proteja indivizii, populația și biosfera de pericolele radiologice. Astfel de condiții au fost definite în principiile referitoare la utilizarea surselor de energie nucleară în spațiul cosmic și au fost adoptate în 1992 printr-o rezoluție a Adunării Generale a Națiunilor Unite (ONU). Aceleași principii mai prevăd că orice stat care lansează un obiect spațial cu surse de energie nucleară la bord trebuie să informeze cu promptitudine țările în cauză dacă apare o defecțiune la obiectul spațial și există pericolul returnării materialelor radioactive pe Pământ.
De asemenea, Națiunile Unite, împreună cu Agenția Internațională pentru Energie Atomică (AIEA), au dezvoltat un cadru pentru asigurarea utilizării în siguranță a surselor de energie nucleară în spațiul cosmic. Acestea sunt concepute pentru a completa standardele de siguranță AIEA cu îndrumări nivel inalt, luând în considerare măsuri suplimentare de siguranță în utilizarea surselor de energie nucleară pe obiectele spațiale în toate etapele misiunilor: lansare, exploatare și dezafectare.
Ar trebui să-mi fie frică de radiații când folosesc transportul aerian?
Razele cosmice, purtătoare de radiații, cad în aproape toate colțurile planetei noastre, dar răspândirea radiațiilor nu este proporțională. Câmpul magnetic al Pământului deviază o cantitate semnificativă de particule încărcate departe de zona ecuatorială, concentrând astfel mai multă radiație la Polul Nord și Sud. Mai mult, așa cum sa menționat deja, iradierea cosmică depinde de altitudine. Cei care trăiesc la nivelul mării primesc aproximativ 0,003 mSv pe an din radiația cosmică, în timp ce cei care trăiesc la 2 km pot primi de două ori mai multă radiație.
După cum știți, la o viteză de croazieră pentru avioanele de pasageri de 900 km/h, ținând cont de raportul dintre rezistența aerului și portanța, altitudinea optimă de zbor pentru o aeronavă este de obicei de aproximativ 9-10 km. Deci, atunci când un avion de linie se ridică la o astfel de înălțime, nivelul de radiație poate crește de aproape 25 de ori față de ceea ce era la aproximativ 2 km.
Pasagerii zborurilor transatlantice sunt expuși la cea mai mare expunere pe zbor. Când zboară din SUA către Europa, o persoană poate primi 0,05 mSv suplimentar. Cert este că atmosfera pământului are o protecție adecvată împotriva radiațiilor cosmice, dar atunci când un avion de linie este ridicat la înălțimea optimă de mai sus, această protecție dispare parțial, ceea ce duce la radiații suplimentare. De aceea, zborurile frecvente peste ocean cresc riscul de a primi o doză crescută de radiații de către organism. De exemplu, 4 astfel de zboruri pot costa o persoană să primească o doză de 0,4 mSv.
Dacă vorbim despre piloți, atunci aici situația este oarecum diferită. Deoarece zboară adesea peste Atlantic, doza de radiații pentru piloții de avioane poate depăși 5 mSv pe an. Conform standardelor Ucrainei, atunci când primesc o astfel de doză, persoanele sunt deja echivalate cu o altă categorie - persoane care nu sunt direct implicate în lucrul cu surse de radiații ionizante, ci datorită amplasării locurilor de muncă în spații și pe amplasamentele industriale ale instalațiilor cu radiațiile și tehnologiile nucleare, pot primi expunere suplimentară. Pentru astfel de persoane, se stabilește o limită de doză de radiații de 2 mSv pe an.
Agenția Internațională pentru Energie Atomică manifestă un interes considerabil în această chestiune. AIEA a elaborat o serie de standarde de siguranță, iar problema expunerii echipajelor de aeronave este reflectată și în unul dintre aceste documente. Conform recomandărilor Agenției, organismul național de reglementare sau alt organism adecvat și competent este responsabil pentru stabilirea nivelului de referință al dozei de radiații pentru echipajele aeronavelor. Dacă această doză este depășită, angajatorii echipajului aeronavei trebuie să ia măsurile corespunzătoare pentru evaluarea dozelor și înregistrarea acestora. Mai mult, ei ar trebui să informeze femeile membre ale echipajului aeronavei cu privire la riscul pentru embrion sau făt asociat cu expunerea la radiații cosmice și necesitatea avertizării timpurii a sarcinii.
Este posibil să considerăm spațiul ca un loc pentru eliminarea deșeurilor radioactive?
Am văzut deja că radiațiile cosmice, deși nu au consecințe catastrofale pentru umanitate, pot crește nivelul de expunere umană. Evaluând impactul razelor cosmice asupra oamenilor, mulți oameni de știință studiază și posibilitatea utilizării spațiului cosmic pentru nevoile omenirii. În contextul acestui articol, ideea de a îngropa deșeurile radioactive în spațiu pare foarte ambiguă și interesantă.
Cert este că oamenii de știință din țările în care energia nucleară este utilizată activ caută în mod constant locuri pentru a localiza în siguranță deșeurile radioactive, care se acumulează în mod constant. Spaţiu a fost, de asemenea, considerat de unii oameni de știință drept unul dintre locurile potențiale de eliminare a deșeurilor periculoase. De exemplu, specialiștii Biroului de proiectare de stat Yuzhnoye, care se află în Dnepropetrovsk, împreună cu Academia Internațională de Astronautică, studiază componentele tehnice ale implementării ideii de eliminare a deșeurilor în spațiul adânc.
Pe de o parte, trimiterea unor astfel de deșeuri în spațiu este foarte convenabilă, deoarece poate fi efectuată în orice moment și în cantități nelimitate, ceea ce elimină problema viitorului acestor deșeuri în ecosistemul nostru. În plus, după cum notează experții, astfel de zboruri nu necesită o mare precizie. Pe de altă parte, această metodă are părțile slabe. Problema principală este asigurarea siguranței biosferei Pământului în toate etapele lansării unui vehicul de lansare. Probabilitatea unui accident în timpul lansării este destul de mare și este estimată la aproape 2-3%. Un incendiu sau explozia unei rachete purtătoare la lansare, în zbor sau căderea acesteia poate provoca o dispersie semnificativă a deșeurilor radioactive periculoase. De aceea, atunci când studiem această metodă, atenția principală ar trebui să se concentreze tocmai pe problema siguranței în orice situații de urgență.
Olga Makarovskaya, vicepreședinte al Comisiei de Stat de Reglementare Nucleară a Ucrainei; Dmitry Chumak, inginer principal al Sectorului Suport Informațional al Departamentului Informațional și Tehnic al SSTC NRS, 10.03.2014
https://website/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 Radiația și spațiul: ce trebuie să știi? Secretele („radiații” pe care le ascunde spațiul cosmic)După cum sa menționat deja, de îndată ce americanii și-au început programul spațial, omul lor de știință James Van Allen a făcut suficient descoperire importantă. Primul satelit artificial american pe care l-au lansat pe orbită a fost mult mai mic decât cel sovietic, dar Van Allen s-a gândit să-i atașeze un contor Geiger. Astfel, afirmația făcută la sfârșitul secolului al XIX-lea a fost confirmată oficial. remarcabilul om de știință Nikola Tesla ipoteza că Pământul este înconjurat de o centură de radiații intense.
Fotografie a Pământului realizată de astronautul William Anders
în timpul misiunii Apollo 8 (arhiva NASA)
Tesla, totuși, a fost considerat un mare excentric și chiar nebun de știința academică, așa că ipotezele sale despre o sarcină electrică gigantică generată de Soare au fost de mult timp secrete, iar termenul „vânt solar” nu a provocat decât zâmbete. Dar datorită lui Van Allen, teoriile lui Tesla au fost reînviate. Odată cu depunerea lui Van Allen și al unui număr de alți cercetători, s-a descoperit că centurile de radiații din spațiu încep la 800 km deasupra suprafeței Pământului și se extind până la 24.000 km. Deoarece nivelul de radiație de acolo este mai mult sau mai puțin constant, radiația de intrare ar trebui să fie aproximativ egală cu cea de ieșire. În caz contrar, fie s-ar acumula până când „coc” Pământul, ca într-un cuptor, fie s-ar usca. Cu această ocazie, Van Allen a scris: „Centurile de radiații pot fi comparate cu un vas cu scurgeri, care este umplut în mod constant de la Soare și curge în atmosferă. O mare parte a particulelor solare revarsă vasul și stropește, în special în zonele polare, ducând la aurore, furtuni magnetice și alte fenomene similare.
Radiația centurilor Van Allen depinde de vântul solar. În plus, ei par să concentreze sau să concentreze această radiație în ei înșiși. Dar din moment ce pot concentra în ei înșiși doar ceea ce a venit direct de la Soare, încă o întrebare rămâne deschisă: cât de multă radiație există în restul cosmosului?
Orbitele particulelor atmosferice din exosferă(dic.academic.ru)
Luna nu are curele Van Allen. De asemenea, nu are atmosferă protectoare. Este deschis tuturor vântului solar. Dacă în timpul expediției lunare a existat o erupție solară puternică, atunci fluxul colosal de radiații ar incinera atât capsulele, cât și astronauții pe partea de suprafață lunară în care și-au petrecut ziua. Această radiație nu este doar periculoasă, ci și mortală!
În 1963, oamenii de știință sovietici i-au spus renumitului astronom britanic Bernard Lovell că nu știu cum să protejeze astronauții de efectele mortale ale radiațiilor cosmice. Aceasta însemna că nici măcar carcasele metalice mult mai groase ale vehiculelor rusești nu puteau face față radiațiilor. Cum ar putea, atunci, cel mai subțire metal (aproape ca folie) folosit în capsulele americane să-i protejeze pe astronauți? NASA știa că este imposibil. Maimuțele spațiale au murit la mai puțin de 10 zile de la întoarcere, dar NASA nu ne-a spus niciodată despre asta motiv adevărat moartea lor.
Maimuță astronaută (arhiva RGANT)
Majoritatea oamenilor, chiar și cunoscători în spațiu, nu sunt conștienți de existența radiațiilor mortale care pătrund în întinderile sale. Destul de ciudat (și poate doar din motive care pot fi ghicite), în „Enciclopedia ilustrată a tehnologiei spațiale” americană expresia „radiație cosmică” nu apare nici măcar o dată. Și, în general, cercetătorii americani (în special cei asociați cu NASA) ocolesc acest subiect la o milă distanță.
Între timp, Lovell, după ce a discutat cu colegii ruși care știau perfect despre radiațiile cosmice, i-a trimis informațiile pe care le avea administratorului NASA Hugh Dryden, dar acesta a ignorat-o.
Unul dintre astronauții care ar fi vizitat Luna, Collins, a menționat radiația cosmică doar de două ori în cartea sa:
„Cel puțin Luna se afla în afara centurilor Van Allen ale pământului, ceea ce însemna o doză bună de radiații pentru cei care erau acolo și o doză mortală pentru cei care zăboveau”.
„Astfel, centurile de radiații Van Allen care înconjoară Pământul și posibilitatea de erupții solare necesită înțelegere și pregătire pentru a nu expune echipajul la doze crescute de radiații.”
Deci, ce înseamnă „înțelegerea și pregătirea”? Înseamnă asta că dincolo de centurile Van Allen, restul spațiului este liber de radiații? Sau a avut NASA o strategie secretă pentru a se ascunde de erupțiile solare după ce a fost luată decizia finală privind expediția?
NASA a susținut că poate prezice pur și simplu erupțiile solare și, prin urmare, a trimis astronauți pe Lună atunci când nu erau așteptate erupții, iar pericolul de radiație pentru ei era minim.
În timp ce Armstrong și Aldrin făceau lucrări în spațiu
pe suprafața lunii, Michael Collins
era pe orbită (arhiva NASA)
Cu toate acestea, alți experți susțin: „Este posibil doar să se prezică data aproximativă a viitoarei radiații maxime și densitatea acestora”.
Cosmonautul sovietic Leonov a mers totuși în spațiul cosmic în 1966 - totuși, într-un costum de plumb super-greu. Dar după numai trei ani, astronauții americani săreau pe suprafața Lunii și nu în costume spațiale super-grele, ci dimpotrivă! Poate de-a lungul anilor, specialiștii NASA au reușit să găsească un fel de material ultraușor care să protejeze în mod fiabil împotriva radiațiilor?
Cu toate acestea, cercetătorii descoperă brusc că cel puțin Apollo 10, Apollo 11 și Apollo 12 au pornit exact în acele perioade în care numărul de pete solare și activitatea solară corespunzătoare se apropiau de maxim. Maximul teoretic general acceptat al celui de-al 20-lea ciclu solar a durat din decembrie 1968 până în decembrie 1969. În această perioadă, misiunile Apollo 8, Apollo 9, Apollo 10, Apollo 11 și Apollo 12 ar fi trecut dincolo de zona de protecție a centurilor Van Allen și au intrat în spațiul circumlunar.
Studii suplimentare ale graficelor lunare au arătat că erupțiile solare unice sunt un fenomen aleatoriu care are loc spontan pe un ciclu de 11 ani. Se mai întâmplă ca în perioada „joasă” a ciclului să se întâmple un numar mare de clipește într-o perioadă scurtă de timp, iar în perioada „înaltă” - o cantitate foarte mică. Dar ceea ce este important este că focare foarte puternice pot apărea în orice moment al ciclului.
În timpul erei Apollo, astronauții americani au petrecut un total de aproape 90 de zile în spațiu. Deoarece radiațiile de la erupțiile solare imprevizibile ajung pe Pământ sau pe Lună în mai puțin de 15 minute, singura modalitate de a vă proteja împotriva acesteia ar fi cu ajutorul containerelor de plumb. Dar dacă puterea rachetei a fost suficientă pentru a ridica asemenea greutate excesiva, atunci de ce a trebuit să meargă în spațiu în capsule subțiri (literalmente 0,1 mm de aluminiu) la o presiune de 0,34 atmosfere?
Acest lucru se întâmplă în ciuda faptului că chiar și un strat subțire de acoperire de protecție, numit „Mylar”, conform echipajului Apollo 11, s-a dovedit a fi atât de greu încât a trebuit să fie spălat urgent de pe modulul lunar!
Se pare că NASA a selectat băieți speciali pentru expedițiile lunare, totuși adaptați circumstanțelor, turnați nu din oțel, ci din plumb. Cercetătorul american al problemei, Ralph Rene, nu a fost prea leneș să calculeze cât de des fiecare dintre presupusele expediții lunare a trebuit să cadă sub activitate solară.
Apropo, unul dintre angajații autorizați ai NASA (un fizician distins, apropo) Bill Maudlin, în lucrarea sa „Prospects for Interstellar Travel” a raportat sincer: „Rachetele solare pot emite protoni GeV în același interval de energie ca majoritatea particulelor cosmice, dar mult mai intens . O creștere a energiei lor cu radiații sporite este un pericol deosebit, deoarece protonii GeV penetrează câțiva metri de material... Erupțiile solare (sau stelare) cu eliberarea de protoni sunt un pericol foarte serios care apare periodic în spațiul interplanetar, ceea ce oferă o doza de radiație de sute de mii de roentgen la câteva ore distanță de la Soare la Pământ. O astfel de doză este letală și este de milioane de ori mai mare decât doza admisă. Moartea poate apărea după 500 de roentgens într-o perioadă scurtă de timp.
Da, băieții americani curajoși au trebuit să strălucească mai rău decât a patra unitate electrică de la Cernobîl. " particule spațiale periculoase, vin din toate direcțiile și necesită cel puțin doi metri de ecran dens în jurul oricăror organisme vii. Dar capsulele spațiale, pe care NASA le demonstrează până astăzi, aveau puțin mai mult de 4 m în diametru. Cu grosimea peretelui recomandată de Modlin, astronauții, chiar și fără echipament, nu s-ar fi urcat în ele, ca să nu mai vorbim de faptul că nu ar fi suficient combustibil pentru a ridica astfel de capsule. Însă, evident, nici conducerea NASA și nici astronauții pe care i-au trimis pe Lună nu au citit cărțile colegului lor și, fiind într-o fericită ignoranță, au depășit toți spinii pe drumul spre stele.
Cu toate acestea, poate că NASA chiar a dezvoltat un fel de costume spațiale ultradurabile pentru ei, folosind material ultra-ușor (în mod clar, foarte clasificat) care protejează împotriva radiațiilor? Dar de ce nu a fost folosit în altă parte, după cum se spune, în scopuri pașnice? Ei bine, nu au vrut să ajute URSS cu Cernobîl: la urma urmei, perestroika încă nu începuse. Dar până la urmă, de exemplu, în 1979, în aceeași SUA, la centrala nucleară Three Mile Island, a avut loc un accident major în blocul reactorului, care a dus la topirea miezului reactorului. Așadar, de ce nu au folosit lichidatorii americani costume spațiale bazate pe tehnologia NASA mult-aflată în valoare de nu mai puțin de 7 milioane de dolari pentru a elimina această mină nucleară cu acțiune întârziată de pe teritoriul lor?...
