Kozmik radyasyon insanlar için ne kadar tehlikeli?

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Dünya, tüm canlıların eşsiz bir beşiğidir. Atmosferi ve manyetik alanı tarafından korunan radyasyon tehditlerini kendi ellerimizle oluşturduklarımız dışında düşünemeyiz. Bununla birlikte, tüm uzay araştırma projeleri - yakın ve uzak - her zaman radyasyon güvenliği sorunuyla karşı karşıyadır. Uzay hayata düşmandır. Orada beklemiyoruz.

Uluslararası Uzay İstasyonu'nun yörüngesi birkaç kez kaldırıldı ve şimdi yüksekliği 400 km'nin üzerinde. Bu, uçan laboratuvarı, gaz moleküllerinin uçuşu oldukça belirgin şekilde yavaşlattığı ve istasyonun irtifa kaybettiği atmosferin yoğun katmanlarından uzaklaştırmak için yapıldı. Yörüngeyi çok sık düzeltmemek için istasyonu daha da yükseltmek iyi olurdu ama bu yapılamaz. Alt (proton) radyasyon kuşağı, Dünya'dan yaklaşık 500 km uzakta başlar. Radyasyon kuşaklarından herhangi birinin (ve iki tane var) içinde uzun bir uçuş, mürettebat için felaket olacaktır.

kozmonot-tasfiye memuru

Yine de UUİ'nin halihazırda uçtuğu irtifada radyasyon güvenliği sorunu olmadığı söylenemez. Birincisi, Güney Atlantik'te Brezilya veya Güney Atlantik denilen bir manyetik anomali var. Burada, Dünya'nın manyetik alanı sarkıyor gibi görünüyor ve bununla birlikte, alt radyasyon kuşağının yüzeye daha yakın olduğu ortaya çıkıyor. Ve ISS hala ona dokunuyor, bu alanda uçuyor.

İkincisi, uzaydaki insan galaktik radyasyon tarafından tehdit edilir - süpernova patlamaları veya pulsarların, kuasarların ve diğer anormal yıldız cisimlerinin faaliyeti tarafından üretilen, her yönden ve muazzam bir hızla akan yüklü parçacıklar akışı. Bu parçacıkların bir kısmı (radyasyon kuşaklarının oluşumundaki faktörlerden biri olan) Dünya'nın manyetik alanı tarafından tutulurken, diğer kısmı ise atmosferdeki gaz molekülleri ile çarpışmalarda enerji kaybeder.

Bir şey Dünya'nın yüzeyine ulaşır, böylece gezegenimizde kesinlikle her yerde küçük bir radyoaktif arka plan bulunur. Ortalama olarak, Dünya'da yaşayan ve radyasyon kaynaklarıyla uğraşmayan bir kişi yılda 1 milisievert (mSv) doz alır. ISS'deki bir astronot 0,5–0,7 mSv kazanır. Günlük!

radyasyon kemerleri

Dünyanın radyasyon kuşakları, yüksek enerji yüklü parçacıkların biriktiği manyetosfer bölgeleridir. İç kayış esas olarak protonlardan, dış kayış ise elektronlardan oluşur. 2012 yılında NASA uydusu tarafından bilinen iki kuşak arasında yer alan bir başka kemer daha keşfedildi.

Rusya Bilimler Akademisi Biyomedikal Sorunlar Enstitüsü Fizik ve Matematik Bilimleri Adayı kozmonotların radyasyon güvenliği bölümü başkanı Vyacheslav Shurshakov, “İlginç bir karşılaştırma yapılabilir” diyor. - Bir nükleer santral çalışanı için izin verilen yıllık doz, sıradan bir kişinin aldığından 20 kat daha fazla - 20 mSv olarak kabul edilir. Bu özel eğitimli kişiler olan acil müdahale uzmanları için maksimum yıllık doz 200 mSv'dir. Bu zaten normal dozdan 200 kat daha fazla ve … neredeyse bir yıldır ISS'de çalışan bir astronotun aldığı miktarla aynı."

Halihazırda tıp, ciddi sağlık sorunlarından kaçınmak için bir kişinin yaşamı boyunca aşılamayacak bir maksimum doz limiti belirlemiştir. Bu 1000 mSv veya 1 Sv'dir. Böylece kendi standartlarına sahip bir NPP çalışanı bile elli yıl boyunca hiçbir şey düşünmeden sessizce çalışabilir.

Astronot ise sadece beş yıl içinde limitini tüketecek. Ancak, dört yıl boyunca uçmuş ve yasal 800 mSv'sini kazanmış olsa bile, sınırı aşma tehdidi olacağından, bir yıllık yeni bir uçuşa pek izin verilmeyecektir.

Vyacheslav Shurshakov, “Uzayda radyasyon tehlikesinin bir başka faktörü, - diye açıklıyor, Güneş'in aktivitesi, özellikle de sözde proton emisyonları. Bir fırlatma anında, kısa sürede, ISS'deki bir astronot ek 30 mSv alabilir. Güneş proton olaylarının nadiren meydana gelmesi iyidir - 11 yıllık bir güneş aktivitesi döngüsünde 1-2 kez. Bu süreçlerin rastgele bir sırayla stokastik olarak gerçekleşmesi kötüdür ve tahmin edilmesi zordur.

Yaklaşan salıverme konusunda bilimimiz tarafından önceden uyarılacağımızı hatırlamıyorum. Bu genellikle böyle değildir. ISS'deki dozimetreler aniden arka planda bir artış gösteriyor, Güneş'teki uzmanları çağırıyoruz ve onay alıyoruz: evet, yıldızımızın anormal aktivitesi var. Böyle ani güneş protonu olayları yüzünden, astronotun uçuştan beraberinde hangi dozu getireceğini asla tam olarak bilemeyiz."

çılgın parçacıklar

Mars'a gidecek ekipler için radyasyon sorunları Dünya kadar erken başlayacak. 100 ton veya daha fazla ağırlığa sahip bir gemi, düşük dünya yörüngesinde uzun süre hızlandırılmak zorunda kalacak ve bu yörüngenin bir kısmı radyasyon kuşaklarının içinden geçecek. Bunlar artık saatler değil, günler ve haftalardır. Ayrıca - manyetosfer ve galaktik radyasyonun orijinal biçiminde ötesine geçerek, etkisi Dünya'nın manyetik alanının "şemsiyesi" altında çok az hissedilen birçok ağır yüklü parçacık.

“Sorun,” diyor Vyacheslav Shurshakov, “parçacıkların insan vücudunun kritik organları (örneğin sinir sistemi) üzerindeki etkisinin bugün çok az çalışılmış olması. Belki radyasyon astronotun hafızasını kaybetmesine, anormal davranışsal tepkilere ve saldırganlığa neden olur. Ve bu etkilerin doza bağlı olmaması çok muhtemeldir. Dünyanın manyetik alanı dışında yaşayan organizmaların varlığına dair yeterli veri toplanıncaya kadar, uzun uzay seferlerine çıkmak çok risklidir."

Radyasyon güvenliği uzmanları, uzay aracı tasarımcılarının biyogüvenliği artırmasını önerdiğinde, görünüşte oldukça mantıklı bir soruyu yanıtlıyorlar: “Sorun nedir? Kozmonotlardan herhangi biri radyasyon hastalığından öldü mü? Ne yazık ki, gemide alınan radyasyon dozları geleceğin yıldız gemilerinde bile değil, standart ISS'de standartlara uymalarına rağmen hiç zararsız değil.

Bazı nedenlerden dolayı, Sovyet kozmonotları görme yeteneklerinden asla şikayet etmediler - görünüşe göre kariyerleri için korkuyorlardı, ancak Amerikan verileri kozmik radyasyonun katarakt ve lens opaklığı riskini artırdığını açıkça gösteriyor. Astronotların kan testleri, tıpta bir tümör belirteci olarak kabul edilen her uzay uçuşundan sonra lenfositlerdeki kromozomal anormalliklerde artış olduğunu gösteriyor. Genel olarak, bir ömür boyu izin verilen 1 Sv dozu almanın ömrü ortalama üç yıl kısalttığı sonucuna varıldı.

Ay riskleri

"Ay komplosu" taraftarlarının "güçlü" argümanlarından biri, radyasyon kuşaklarını geçmenin ve manyetik alanın olmadığı ayda astronotların radyasyon hastalığından kaçınılmaz ölümüne neden olacağı iddiasıdır. Amerikan astronotları, Dünya'nın radyasyon kuşaklarını - proton ve elektronik - gerçekten geçmek zorunda kaldılar. Ancak bu sadece birkaç saat sürdü ve Apollo ekipleri tarafından görevler sırasında alınan dozların önemli olduğu, ancak ISS'nin eski zamanlayıcıları tarafından alınanlarla karşılaştırılabilir olduğu ortaya çıktı. Vyacheslav Shurshakov, “Elbette Amerikalılar şanslıydı” diyor, “sonuçta uçuşları sırasında tek bir güneş protonu olayı olmadı. Bu olursa, astronotlar öldürücü olmayan dozlar alacaklardı - 30 mSv değil, 3 Sv.

Havlularınızı ıslatın

Vyacheslav Shurshakov, “Biz, radyasyon güvenliği alanındaki uzmanlar” diyor, “mürettebatların korunmasının güçlendirilmesinde ısrar ediyoruz. Örneğin, ISS'de en savunmasız olanlar, kozmonotların dinlendikleri kabinlerdir. Orada ek bir kütle yoktur ve yalnızca birkaç milimetre kalınlığında metal bir duvar bir kişiyi uzaydan ayırır. Bu bariyeri radyolojide kabul edilen su eşdeğerine indirgersek sadece 1 cm su olur.

Karşılaştırma için: Radyasyondan saklandığımız Dünya'nın atmosferi 10 m suya eşittir. Kısa bir süre önce astronotların kabinlerini, radyasyonun etkilerini büyük ölçüde azaltacak ek bir suyla ıslatılmış havlu ve peçete katmanıyla korumayı önerdik. Henüz UUİ'de kullanılmasa da radyasyona karşı korunmak için ilaçlar geliştirilmektedir.

Belki gelecekte, tıp ve genetik mühendisliği yöntemlerini kullanarak, kritik organlarının radyasyon faktörlerine karşı daha dirençli olması için insan vücudunu iyileştirebileceğiz. Ancak her durumda, bilimin bu soruna yakından dikkati olmadan, uzun mesafeli uzay uçuşları unutulabilir."