Hoe gevaarlik is kosmiese straling vir mense?

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Die aarde is 'n unieke wieg van alle lewende dinge. Beskerm deur sy atmosfeer en magnetiese veld, kan ons nie aan stralingsbedreigings dink nie, behalwe dié wat ons met ons eie hande skep. Alle projekte van ruimteverkenning - naby en ver - loop egter altyd teen die probleem van stralingsveiligheid te staan. Ruimte is vyandiggesind teenoor die lewe. Ons word nie daar verwag nie.

Die wentelbaan van die Internasionale Ruimtestasie is verskeie kere opgehef, en nou is sy hoogte meer as 400 km. Dit is gedoen om die vlieënde laboratorium weg te skuif van die digte lae van die atmosfeer, waar gasmolekules nog redelik merkbaar die vlug vertraag en die stasie besig is om hoogte te verloor. Om die wentelbaan nie te gereeld reg te stel nie, sal dit goed wees om die stasie nog hoër te verhoog, maar dit kan nie gedoen word nie. Die onderste (proton) stralingsgordel begin sowat 500 km van die Aarde af.’n Lang vlug binne enige van die bestralingsgordels (en daar is twee van hulle) sal rampspoedig vir die spanne wees.

Ruimtevaarder-likwideerder

Daar kan nietemin gesê word dat daar geen stralingsveiligheidsprobleem is op die hoogte waarteen die ISS tans vlieg nie. Eerstens, in die Suid-Atlantiese Oseaan is daar 'n sogenaamde Brasiliaanse, of Suid-Atlantiese, magnetiese anomalie. Hier lyk dit of die aarde se magneetveld sak, en daarmee saam blyk die onderste stralingsgordel nader aan die oppervlak te wees. En die ISS raak nog steeds daaraan en vlieg in hierdie gebied.

Tweedens word die mens in die ruimte bedreig deur galaktiese straling –’n stroom gelaaide deeltjies wat uit alle rigtings en teen’n geweldige spoed jaag, gegenereer deur supernova-ontploffings of deur die aktiwiteit van pulsars, kwasars en ander anomale sterliggame. Sommige van hierdie deeltjies word deur die Aarde se magneetveld (wat een van die faktore in die vorming van stralingsgordels is) behou, terwyl die ander deel energie verloor in botsings met gasmolekules in die atmosfeer.

Iets bereik die oppervlak van die Aarde, sodat 'n klein radioaktiewe agtergrond absoluut oral op ons planeet teenwoordig is. Gemiddeld ontvang 'n persoon wat op Aarde woon wat nie met bestralingsbronne omgaan nie 'n dosis van 1 millisievert (mSv) jaarliks.’n Ruimtevaarder op die ISS verdien 0,5–0,7 mSv. Daagliks!

Stralingsgordels

Die Aarde se stralingsgordels is streke van die magnetosfeer waarin hoë-energie gelaaide deeltjies ophoop. Die binneband bestaan hoofsaaklik uit protone, die buitenste een bestaan uit elektrone. In 2012 is nog 'n gordel deur die NASA-satelliet ontdek, wat tussen die twee bekendes geleë is.

"'n Interessante vergelyking kan gemaak word," sê Vyacheslav Shurshakov, hoof van die departement van bestralingsveiligheid van ruimtevaarders by die Instituut vir Biomediese Probleme van die Russiese Akademie vir Wetenskappe, Kandidaat vir Fisiese en Wiskundige Wetenskappe. - Die toelaatbare jaarlikse dosis vir 'n kernkragsentrale werknemer word beskou as 20 mSv - 20 keer meer as wat 'n gewone persoon ontvang. Vir noodreaksiespesialiste, hierdie spesiaal opgeleide mense, is die maksimum jaarlikse dosis 200 mSv. Dit is reeds 200 keer meer as die gewone dosis en … feitlik dieselfde hoeveelheid kry as 'n ruimtevaarder wat al 'n jaar op die ISS gewerk het."

Tans het medisyne 'n maksimum dosislimiet vasgestel, wat nie gedurende 'n persoon se lewe oorskry kan word nie om ernstige gesondheidsprobleme te vermy. Dit is 1000 mSv, of 1 Sv. Dus kan selfs 'n NPP-werknemer met sy standaarde vir vyftig jaar stil werk sonder om oor enigiets bekommerd te wees.

Die ruimtevaarder, aan die ander kant, sal sy limiet oor net vyf jaar uitput. Maar, selfs nadat hy vir vier jaar gevlieg het en sy wettige 800 mSv gekry het, sal hy beswaarlik toegelaat word op 'n nuwe vlug van 'n een-jaar duur, want daar sal 'n gevaar wees om die limiet te oorskry.

Nog 'n faktor van stralingsgevaar in die ruimte, - verduidelik Vyacheslav Shurshakov, - is die aktiwiteit van die Son, veral die sogenaamde protonemissies. Op die oomblik van 'n uitwerping, in 'n kort tyd, kan 'n ruimtevaarder op die ISS 'n bykomende 30 mSv ontvang. Dit is goed dat sonprotongebeurtenisse selde voorkom - 1–2 keer in 'n 11-jaar sonaktiwiteitsiklus. Dit is sleg dat hierdie prosesse stogasties plaasvind, in 'n ewekansige volgorde, en moeilik is om te voorspel.

Ek onthou nie so dat ons vooraf deur ons wetenskap gewaarsku sou gewees het oor die naderende vrylating nie. Dit is gewoonlik nie die geval nie. Dosimeters op die ISS toon skielik 'n toename in die agtergrond, ons bel spesialiste oor die Son en ontvang bevestiging: ja, daar is abnormale aktiwiteit van ons ster. Dit is as gevolg van sulke skielike sonproton-gebeure dat ons nooit presies weet watter dosis die ruimtevaarder van die vlug af sal saambring nie.”

Gek deeltjies

Stralingsprobleme vir spanne wat na Mars gaan, sal so vroeg as die Aarde begin. 'n Skip wat 100 ton of meer weeg, sal vir 'n lang tyd in 'n lae-aarde-baan versnel moet word, en 'n deel van hierdie trajek sal binne die stralingsgordels beweeg. Dit is nie meer ure nie, maar dae en weke. Verder - verder as die magnetosfeer en galaktiese straling in sy oorspronklike vorm, baie swaar gelaaide deeltjies, waarvan die impak onder die "sambreel" van die aarde se magnetiese veld min gevoel word.

"Die probleem is," sê Vyacheslav Shurshakov, "dat die effek van deeltjies op kritieke organe van die menslike liggaam (byvoorbeeld die senuweestelsel) vandag min bestudeer is. Miskien sal bestraling veroorsaak dat die ruimtevaarder geheue verloor, abnormale gedragsreaksies en aggressie veroorsaak. En dit is baie waarskynlik dat hierdie effekte nie dosisverwant sal wees nie. Totdat genoeg data opgehoop is oor die bestaan van lewende organismes buite die Aarde se magnetiese veld, is dit baie riskant om op lang ruimteekspedisies te gaan.”

Wanneer stralingsveiligheidskenners voorstel dat ruimtetuigontwerpers biosekuriteit verhoog, beantwoord hulle 'n skynbaar redelik rasionele vraag: "Wat is die probleem? Het enige van die ruimtevaarders aan bestralingsiekte gesterf?" Ongelukkig is die stralingsdosisse wat aan boord ontvang word, nie eens die ruimteskepe van die toekoms nie, maar die gewone ISS, alhoewel dit by die standaarde pas, is glad nie skadeloos nie.

Om een of ander rede het Sowjet-ruimtevaarders nooit oor hul sig gekla nie – blykbaar was hulle bang vir hul loopbane, maar Amerikaanse data toon duidelik dat kosmiese bestraling die risiko van katarakte en lensondeursigtigheid verhoog. Bloedtoetse van ruimtevaarders toon 'n toename in chromosomale afwykings in limfosiete na elke ruimtevlug, wat as 'n tumormerker in medisyne beskou word. In die algemeen is tot die gevolgtrekking gekom dat die ontvangs van 'n toelaatbare dosis van 1 Sv gedurende 'n leeftyd die lewe met gemiddeld drie jaar verkort.

Maanrisiko's

Een van die “sterk” argumente van die ondersteuners van die “maansameswering” is die bewering dat om die stralingsgordels oor te steek en op die maan te wees, waar daar geen magnetiese veld is nie, die onvermydelike dood van ruimtevaarders as gevolg van stralingsiekte sou veroorsaak. Amerikaanse ruimtevaarders moes regtig die Aarde se stralingsgordels oorsteek – proton en elektronies. Maar dit het net vir 'n paar uur gebeur, en die dosisse wat die Apollo-spanne tydens die missies ontvang het, was betekenisvol, maar vergelykbaar met dié wat deur die oud-timers van die ISS ontvang is. “Natuurlik was die Amerikaners gelukkig,” sê Vyacheslav Shurshakov, “daar het nie 'n enkele sonprotongebeurtenis tydens hul vlugte plaasgevind nie. As dit gebeur het, sou ruimtevaarders subdodelike dosisse ontvang – nie 30 mSv nie, maar 3 Sv.

Maak jou handdoeke nat

"Ons, spesialiste op die gebied van bestralingsveiligheid," sê Vyacheslav Shurshakov, "dring daarop aan dat die beskerming van die spanne versterk word. Byvoorbeeld, op die ISS is die kajuite van die ruimtevaarders die kwesbaarste, waar hulle rus. Daar is geen bykomende massa daar nie, en slegs 'n metaalmuur van etlike millimeter dik skei 'n persoon van die buitenste ruimte. As ons hierdie versperring verminder tot die waterekwivalent wat in radiologie aanvaar word, is dit net 1 cm water.

Ter vergelyking: die aarde se atmosfeer, waaronder ons skuil vir straling, is gelykstaande aan 10 m water. Ons het onlangs voorgestel om ruimtevaarders se kajuite te beskerm met 'n bykomende laag waterdeurdrenkte handdoeke en servette, wat die uitwerking van bestraling aansienlik sal verminder. Dwelms word ontwikkel om teen bestraling te beskerm, hoewel dit nog nie op die ISS gebruik word nie.

Miskien sal ons in die toekoms, met behulp van die metodes van medisyne en genetiese ingenieurswese, die menslike liggaam kan verbeter sodat sy kritieke organe meer bestand is teen bestralingsfaktore. Maar in elk geval, sonder noukeurige aandag van die wetenskap aan hierdie probleem, kan 'n mens vergeet van langafstand-ruimtevlugte.