Kosmisk stråling kan sette en stopper for fremtidige romflyvninger. Stråling og rom: hva du trenger å vite? ("Stråling" skjuler det ytre rom)

Siden deres opptreden på jorden har alle organismer eksistert, utviklet og utviklet seg under konstant eksponering for stråling. Stråling er like naturlig et naturfenomen, som vind, tidevann, regn osv.

Naturlig bakgrunnsstråling (NBR) var til stede på jorden i alle stadier av dannelsen. Den var der lenge før livet og så dukket biosfæren opp. Radioaktivitet og den medfølgende ioniserende strålingen var en faktor som påvirket den nåværende tilstanden til biosfæren, jordens utvikling, livet på jorden og grunnstoffsammensetningen solsystemet. Enhver organisme blir utsatt for strålingsbakgrunnen som er karakteristisk for et gitt område. Fram til 1940-tallet det var forårsaket av to faktorer: forfallet av radionuklider naturlig opprinnelse, lokalisert både i habitatet til en gitt organisme, og i selve organismen, og av kosmiske stråler.

Kilder til naturlig (naturlig) stråling er rom og naturlige radionuklider inneholdt i naturlig form og konsentrasjoner i alle objekter i biosfæren: jord, vann, luft, mineraler, levende organismer osv. Alle objektene rundt oss og vi selv er radioaktive i ordets absolutte betydning.

Hoveddosen av stråling til befolkningen kloden mottar fra naturlige strålingskilder. De fleste av dem er slik at det er helt umulig å unngå eksponering for stråling fra dem. Gjennom hele jordens historie forskjellige typer stråling trenger gjennom jordens overflate fra verdensrommet og kommer fra radioaktive stoffer som befinner seg i jordskorpen. En person utsettes for stråling på to måter. Radioaktive stoffer kan være utenfor kroppen og bestråle den fra utsiden (i dette tilfellet snakker vi om ekstern bestråling) eller de kan ende opp i luften som en person puster inn, i mat eller vann og komme inn i kroppen (denne bestrålingsmetoden kalles intern).

Enhver innbygger på jorden er utsatt for stråling fra naturlige strålingskilder. Dette avhenger delvis av hvor folk bor. Strålingsnivåene noen steder på kloden, spesielt der radioaktive bergarter forekommer, er betydelig høyere enn gjennomsnittet, og andre steder er de lavere. Terrestriske strålingskilder er kollektivt ansvarlige for størstedelen av eksponeringen som mennesker utsettes for gjennom naturlig stråling. I gjennomsnitt gir de mer enn 5/6 av den årlige effektive ekvivalentdosen som befolkningen mottar, hovedsakelig på grunn av intern eksponering. Resten er bidratt av kosmiske stråler, hovedsakelig gjennom ekstern bestråling.

Den naturlige strålingsbakgrunnen er dannet av kosmisk stråling (16 %) og stråling skapt av radionuklider spredt i naturen som finnes i jordskorpen, grunnluften, jord, vann, planter, mat, i dyre- og menneskelige organismer (84 %). Teknogen bakgrunnsstråling er hovedsakelig assosiert med prosessering og transport steiner, brenning av kull, olje, gass og annet fossilt brensel, samt testing atomvåpen og kjernekraft.

Naturlig bakgrunnsstråling er en integrert faktor miljø, som har en betydelig innvirkning på menneskelivet. Naturlig bakgrunnsstråling varierer mye i forskjellige regioner på jorden. Ekvivalent dose i menneskekroppen er i gjennomsnitt 2 mSv = 0,2 rem. Evolusjonær utvikling viser at under naturlige bakgrunnsforhold, optimale forhold for livet til mennesker, dyr og planter. Derfor, når man vurderer farene forårsaket av ioniserende stråling, er det avgjørende å kjenne til arten og nivåene av eksponering fra ulike kilder.

Siden radionuklider, som alle atomer, danner visse forbindelser i naturen og i samsvar med deres kjemiske egenskaper er en del av visse mineraler, er fordelingen av naturlige radionuklider i jordskorpen ujevn. Kosmisk stråling, som nevnt ovenfor, avhenger også av en rekke faktorer og kan variere flere ganger. Dermed er den naturlige bakgrunnsstrålingen forskjellig på forskjellige steder på kloden. Dette er relatert til konvensjonen om konseptet "normal strålingsbakgrunn": med høyde over havet øker bakgrunnen på grunn av kosmisk stråling, på steder der granitter eller thoriumrik sand kommer til overflaten, er bakgrunnsstrålingen også høyere , og så videre. Derfor kan vi bare snakke om gjennomsnittlig naturlig strålingsbakgrunn for et gitt område, territorium, land osv.

Den gjennomsnittlige effektive dosen mottatt av en innbygger på planeten vår fra naturlige kilder per år er 2,4 mSv .

Omtrent 1/3 av denne dosen dannes på grunn av ekstern stråling (omtrent likt fra verdensrommet og fra radionuklider) og 2/3 skyldes intern stråling, det vil si naturlige radionuklider som befinner seg inne i kroppen vår. Gjennomsnittlig menneskelig spesifikk aktivitet er omtrent 150 Bq/kg. Naturlig bakgrunnsstråling (ekstern eksponering) ved havnivå er i gjennomsnitt ca. 0,09 μSv/t. Dette tilsvarer ca. 10 µR/t.

Kosmisk stråling er en strøm av ioniserende partikler som faller til jorden fra verdensrommet. Sammensetningen av kosmisk stråling inkluderer:

Kosmisk stråling består av tre komponenter som er forskjellige i opprinnelse:

1) stråling fra partikler fanget av jordens magnetfelt;

2) galaktisk kosmisk stråling;

3) corpuskulær stråling fra solen.

Stråling fra ladede partikler fanget opp av jordens magnetfelt - i en avstand på 1,2-8 jordradier finnes det såkalte strålingsbelter som inneholder protoner med en energi på 1-500 MeV (hovedsakelig 50 MeV), elektroner med en energi på ca. 0,1 -0,4 MeV og en liten mengde alfapartikler.

Sammensatt. Galaktiske kosmiske stråler består hovedsakelig av protoner (79%) og alfapartikler (20%), noe som gjenspeiler overfloden av hydrogen og helium i universet. Blant de tunge ionene høyeste verdi har jernioner på grunn av deres relativt høye intensitet og store atomnummer.

Opprinnelse. Kildene til galaktiske kosmiske stråler er stjernebluss, supernovaeksplosjoner, pulsarakselerasjon, eksplosjoner av galaktiske kjerner, etc.

Livstid. Levetiden til partikler i kosmisk stråling er omtrent 200 millioner år. Partikkelretensjon oppstår pga magnetfelt interstellare rom.

Samspill med atmosfæren . Når de kommer inn i atmosfæren, samhandler kosmiske stråler med atomer av nitrogen, oksygen og argon. Partikler kolliderer med elektroner oftere enn med kjerner, men høyenergipartikler mister lite energi. Ved kollisjoner med kjerner blir partikler nesten alltid eliminert fra strømmen, så svekkelsen av primærstråling skyldes nesten utelukkende kjernereaksjoner.

Når protoner kolliderer med kjerner, slås nøytroner og protoner ut av kjernene, og det oppstår kjernefisjonsreaksjoner. De resulterende sekundære partiklene har betydelig energi og induserer selv det samme kjernefysiske reaksjoner, det vil si at det dannes en hel kaskade av reaksjoner, det dannes en såkalt bred atmosfærisk dusj. En enkelt urpartikkel med høy energi kan produsere en dusj på ti påfølgende generasjoner av reaksjoner som produserer millioner av partikler.

Nye kjerner og nukleoner, som utgjør den kjerneaktive komponenten i stråling, dannes hovedsakelig i de øvre lagene av atmosfæren. I den nedre delen er strømmen av kjerner og protoner betydelig svekket på grunn av kjernefysiske kollisjoner og ytterligere ioniseringstap. Ved havnivå genererer den bare noen få prosent av doseraten.

Kosmogene radionuklider

Som et resultat av kjernefysiske reaksjoner som skjer under påvirkning av kosmiske stråler i atmosfæren og delvis i litosfæren, dannes radioaktive kjerner. Av disse er det størst bidrag til dosedannelsen fra (β-emittere: 3 H (T 1/2 = 12,35 år), 14 C (T 1/2 = 5730 år), 22 Na (T 1/2 = 2,6) år) - inn i menneskekroppen med mat Som følger av dataene som presenteres, er det største bidraget til stråling fra karbon-14. En voksen bruker ~ 95 kg karbon per år.

Solinnstråling, bestående av elektromagnetisk stråling opp til røntgenområdet, protoner og alfapartikler;

Listede arter stråling er primære, de forsvinner nesten helt i en høyde på ca. 20 km på grunn av interaksjon med topplag atmosfære. I dette tilfellet dannes sekundær kosmisk stråling, som når jordens overflate og påvirker biosfæren (inkludert mennesker). Sekundærstråling inkluderer nøytroner, protoner, mesoner, elektroner og fotoner.

Intensiteten til kosmisk stråling avhenger av en rekke faktorer:

Endringer i fluksen av galaktisk stråling,

Solaktivitet,

Geografisk breddegrad,

Høyder over havet.

Avhengig av høyden øker intensiteten av kosmisk stråling kraftig.

Radionuklider av jordskorpen.

Langlivede (med en halveringstid på milliarder av år) isotoper som ikke hadde tid til å forfalle under eksistensen av planeten vår, er spredt i jordskorpen. De ble sannsynligvis dannet samtidig med dannelsen av planetene i solsystemet (relativt kortlivede isotoper forfalt fullstendig). Disse isotopene kalles naturlige radioaktive stoffer, dette betyr de som ble dannet og stadig omdannes uten menneskelig medvirkning. Når de forfaller, danner de mellomliggende, også radioaktive, isotoper.

Eksterne kilder til stråling er mer enn 60 naturlige radionuklider som finnes i jordens biosfære. Naturlige radioaktive grunnstoffer finnes i relativt små mengder i alle skjell og kjerne av jorden. Av særlig betydning for mennesker er de radioaktive elementene i biosfæren, dvs. den delen av jordskallet (lito-, hydro- og atmosfære) hvor mikroorganismer, planter, dyr og mennesker befinner seg.

I milliarder av år var det en konstant prosess med radioaktivt forfall av ustabile atomkjerner. Som et resultat av dette avtok den totale radioaktiviteten til jordens stoff og bergarter gradvis. Relativt kortlivede isotoper forfalt fullstendig. Hovedsakelig er grunnstoffer med halveringstid målt i milliarder av år bevart, samt relativt kortvarige sekundærprodukter av radioaktivt forfall, som danner suksessive kjeder av transformasjoner, de såkalte familier av radioaktive grunnstoffer. I jordskorpen kan naturlige radionuklider være mer eller mindre jevnt spredt eller konsentrert i form av avsetninger.

Naturlige (naturlige) radionuklider kan deles inn i tre grupper:

Radionuklider som tilhører radioaktive familier (serier),

Andre (tilhører ikke radioaktive familier) radionuklider som ble en del av jordskorpen i løpet av dannelsen av planeten,

Radionuklider dannet under påvirkning av kosmisk stråling.

Under dannelsen av jorden ble radionuklider, sammen med stabile nuklider, også en del av jordskorpen. De fleste av disse radionuklidene tilhører de såkalte radioaktive familiene (serier). Hver rad er en kjede av påfølgende radioaktive transformasjoner, når kjernen som ble dannet under nedbrytningen av moderkjernen også på sin side forfaller, og igjen genererer en ustabil kjerne osv. Begynnelsen av en slik kjede er et radionuklid som ikke er dannet av et annet radionuklid, men som finnes i jordens skorpe og biosfære fra det øyeblikk de fødes. Denne radionukliden kalles stamfaren og hele familien (serien) er oppkalt etter den. Totalt er det tre forfedre i naturen - uran-235, uran-238 og thorium-232, og følgelig tre radioaktive serier - to uran og thorium. Alle serier avsluttes med stabile isotoper av bly.

Thorium har den lengste halveringstiden (14 milliarder år), så det har blitt bevart nesten fullstendig siden jordens tilvekst. Uran-238 råtnet i stor grad, det store flertallet av uran-235 råtnet, og isotopen neptunium-232 råtnet helt. Av denne grunn er det mye thorium i jordskorpen (nesten 20 ganger mer uran), og uran-235 er 140 ganger mindre enn uran-238. Siden stamfaren til den fjerde familien (neptunium) har gått helt i oppløsning siden jordens akkresjon, er den nesten fraværende fra bergarter. Neptunium er funnet i spormengder i uranmalm. Men opprinnelsen er sekundær og skyldes bombardementet av uran-238-kjerner av kosmiske strålenøytroner. Neptunium produseres nå ved hjelp av kunstige kjernereaksjoner. For en økolog er det ikke av interesse.

Omtrent 0,0003 % (ifølge ulike kilder 0,00025-0,0004 %) av jordskorpen er uran. Det vil si at en kubikkmeter av den mest vanlige jorda inneholder i gjennomsnitt 5 gram uran. Det er steder hvor denne mengden er tusenvis av ganger større - dette er uranforekomster. I kubikkmeter sjøvann inneholder ca 1,5 mg uran. Dette naturlige kjemisk element er representert av to isotoper -238U og 235U, som hver er stamfaren til sin egen radioaktive serie. Det store flertallet av naturlig uran (99,3 %) er uran-238. Dette radionuklidet er veldig stabilt, sannsynligheten for forfall (nemlig alfa-forfall) er veldig liten. Denne sannsynligheten er preget av en halveringstid på 4,5 milliarder år. Det vil si at siden dannelsen av planeten vår har mengden redusert med halvparten. Av dette følger det igjen at bakgrunnsstrålingen på planeten vår tidligere var høyere. Kjeder av radioaktive transformasjoner som genererer naturlige radionuklider av uranserien:

Den radioaktive serien inkluderer både langlivede radionuklider (det vil si radionuklider med lang halveringstid) og kortlivede, men alle radionuklider i serien finnes i naturen, også de som forfaller raskt. Dette skyldes det faktum at det over tid har blitt etablert en likevekt (den såkalte "sekulære likevekten") - nedbrytningshastigheten til hvert radionuklid er lik dannelseshastigheten.

Det er naturlige radionuklider som kom inn i jordskorpen under dannelsen av planeten og som ikke tilhører uran- eller thoriumserien. Først av alt er det kalium-40. Innholdet av 40 K i jordskorpen er ca 0,00027 % (masse), halveringstid er 1,3 milliarder år. Datternuklidet, kalsium-40, er stabilt. Kalium-40 finnes i betydelige mengder i planter og levende organismer og gir et betydelig bidrag til den totale dosen av indre stråling til mennesker.

Naturlig kalium inneholder tre isotoper: kalium-39, kalium-40 og kalium-41, hvorav kun kalium-40 er radioaktivt. Det kvantitative forholdet mellom disse tre isotoper i naturen ser slik ut: 93,08 %, 0,012 % og 6,91 %.

Kalium-40 brytes ned på to måter. Omtrent 88 % av atomene opplever betastråling og blir til kalsium-40 atomer. De resterende 12 % av atomene, som opplever K-fangst, blir til argon-40-atomer. Kalium-argon-metoden for å bestemme den absolutte alderen til bergarter og mineraler er basert på denne egenskapen til kalium-40.

Den tredje gruppen av naturlige radionuklider består av kosmogene radionuklider. Disse radionuklidene dannes under påvirkning av kosmisk stråling fra stabile nuklider som et resultat av kjernefysiske reaksjoner. Disse inkluderer tritium, beryllium-7, karbon-14, natrium-22. For eksempel kjernefysiske reaksjoner av dannelsen av tritium og karbon-14 fra nitrogen under påvirkning av kosmiske nøytroner:

Spesielt sted Karbon rangerer blant naturlige radioisotoper. Naturlig karbon består av to stabile isotoper, blant hvilke karbon-12 dominerer (98,89%). Resten er nesten utelukkende karbon-13 (1,11%).

I tillegg til de stabile isotopene av karbon, er fem flere radioaktive kjent. Fire av dem (karbon-10, karbon-11, karbon-15 og karbon-16) har svært korte halveringstider (sekunder og brøkdeler av et sekund). En femte radioisotop, karbon-14, har en halveringstid på 5730 år.

I naturen er konsentrasjonen av karbon-14 ekstremt lav. For eksempel, i moderne planter er det ett atom av denne isotopen for hver 10 9 atomer av karbon-12 og karbon-13. Imidlertid, med bruk av atomvåpen og kjernefysisk teknologi, produseres karbon-14 kunstig ved interaksjon av langsomme nøytroner med atmosfærisk nitrogen, så mengden vokser stadig.

Det er en viss konvensjon om hvilken bakgrunn som anses som "normal". Så, med den "gjennomsnittlige planetariske" årlige effektiv dose per person 2,4 mSv i mange land er denne verdien 7-9 mSv/år. Det vil si at fra uminnelige tider har millioner av mennesker levd under forhold med naturlige dosebelastninger som er flere ganger høyere enn det statistiske gjennomsnittet. Medisinsk forskning og demografisk statistikk viser at dette ikke påvirker deres liv på noen måte, ikke har noen negativ påvirkning på deres helse og helsen til deres avkom.

Når vi snakker om konvensjonaliteten til konseptet "normal" naturlig bakgrunn, kan vi også peke på en rekke steder på planeten hvor nivået av naturlig stråling overstiger det statistiske gjennomsnittet ikke bare flere ganger, men også titalls ganger (tabell); titusenvis og hundretusener av innbyggere er utsatt for denne effekten. Og dette er også normen, dette påvirker heller ikke helsen deres på noen måte. Dessuten har mange områder med økt bakgrunnsstråling vært steder for masseturisme i århundrer ( havkyster) og anerkjente feriesteder (kaukasisk Mineralvann, Karlovy Vary, etc.).

Som allerede nevnt, så snart amerikanerne begynte sitt romprogram, de vitenskapsmann James Van Allen har gjort nok viktig oppdagelse. Den første amerikanske kunstige satellitten de lanserte i bane var mye mindre enn den sovjetiske, men Van Allen tenkte på å feste en Geiger-teller til den. Dermed ble det som ble uttrykt på slutten av 1800-tallet offisielt bekreftet. Den fremragende forskeren Nikola Tesla antok at jorden er omgitt av et belte med intens stråling.

Fotografi av jorden av astronaut William Anders

under Apollo 8-oppdraget (NASA-arkiver)

Tesla ble imidlertid ansett som en stor eksentriker, og til og med gal av akademisk vitenskap, så hans hypoteser om den gigantiske giganten generert av solen elektrisk ladning har ligget under teppet lenge, og begrepet "solvind" forårsaket ikke annet enn smil. Men takket være Van Allen ble Teslas teorier gjenopplivet. På foranledning av Van Allen og en rekke andre forskere ble det slått fast at strålingsbelter i verdensrommet begynner 800 km over jordens overflate og strekker seg opp til 24 000 km. Siden strålingsnivået der er mer eller mindre konstant, bør den innkommende strålingen være omtrent lik den utgående strålingen. Ellers ville det enten samle seg til det "bakte" jorden, som i en ovn, eller det ville tørke opp. Ved denne anledningen skrev Van Allen: «Strålingsbelter kan sammenlignes med et lekk fartøy, som stadig fylles på fra solen og strømmer ut i atmosfæren. En stor del av solpartikler renner over fartøyet og spruter ut, spesielt i polarsonene, noe som fører til nordlys, magnetiske stormer og andre lignende fenomener."

Stråling fra Van Allen-beltene avhenger av solvinden. I tillegg ser de ut til å fokusere eller konsentrere denne strålingen i seg selv. Men siden de bare kan konsentrere seg i seg selv det som kom direkte fra sola, står ett spørsmål til åpent: hvor mye stråling er det i resten av kosmos?

Baner av atmosfæriske partikler i eksosfæren(dic.academic.ru)

Månen har ikke Van Allen-belter. Hun har heller ingen beskyttende atmosfære. Den er åpen for alle solvinder. Hvis det hadde skjedd en kraftig solflamme under måneekspedisjonen, ville en kolossal strøm av stråling ha forbrent både kapslene og astronautene på den delen av måneoverflaten der de tilbrakte dagen. Denne strålingen er ikke bare farlig – den er dødelig!

I 1963 fortalte sovjetiske forskere til den berømte britiske astronomen Bernard Lovell at de ikke visste en måte å beskytte kosmonauter mot dødelig påvirkning kosmisk stråling. Dette betydde at enda mye tykkere vegger metallskall Russiske enheter kunne ikke takle strålingen. Hvordan kunne det tynneste (nesten som folie) metallet brukt i amerikanske kapsler beskytte astronauter? NASA visste at dette var umulig. Romapene døde mindre enn 10 dager etter at de kom tilbake, men NASA har aldri fortalt oss den sanne årsaken til deres bortgang.

Monkey-astronaut (RGANT-arkiv)

De fleste mennesker, selv de som er kunnskapsrike i verdensrommet, er ikke klar over eksistensen av dødelig stråling som gjennomsyrer dens vidder. Merkelig nok (eller kanskje bare av grunner som kan gjettes), i American Illustrated Encyclopedia romteknologi"Uttrykket "kosmisk stråling" dukker ikke opp en gang. Og generelt sett unngår amerikanske forskere (spesielt de som er knyttet til NASA) dette emnet en mil unna.

I mellomtiden sendte Lovell, etter å ha snakket med russiske kolleger som var godt klar over kosmisk stråling, informasjonen han hadde til NASA-administrator Hugh Dryden, men han ignorerte den.

En av astronautene som angivelig besøkte månen, Collins, nevnte kosmisk stråling bare to ganger i boken sin:

"Månen var i det minste langt utenfor jordbelter Van Allen, som varslet en god dose stråling for de som var der, og en dødelig dose for de som dvelet.»

"Derfor krever Van Allens strålingsbelter som omgir jorden og muligheten for solflammer forståelse og forberedelse for å unngå å utsette mannskapet for økte strålingsdoser."

Så hva betyr "forstå og forberede"? Betyr dette at utover Van Allen-beltene er resten av rommet fri for stråling? Eller hadde NASA en hemmelig strategi for å beskytte seg mot solflammer etter å ha vedtatt siste avgjørelse om ekspedisjonen?

NASA hevdet at den ganske enkelt kunne forutsi solflammer, og sendte derfor astronauter til Månen når bluss ikke var forventet og strålingsfaren for dem var minimal.

Mens Armstrong og Aldrin jobbet i verdensrommet

på månens overflate, Michael Collins

plassert i bane (NASA-arkiv)

Imidlertid sier andre eksperter: "Det er bare mulig å forutsi den omtrentlige datoen for fremtidig maksimal stråling og dens tetthet."

Den sovjetiske kosmonauten Leonov gikk endelig ut i 1966. åpen plass- dog i en supertung blydrakt. Men etter bare tre år Amerikanske astronauter hoppet på Månens overflate, og slett ikke i supertunge romdrakter, men snarere tvert imot! Kanskje har eksperter fra NASA gjennom årene klart å finne et slags ultralett materiale som pålitelig beskytter mot stråling?

Forskere finner imidlertid plutselig ut at i det minste Apollo 10, Apollo 11 og Apollo 12 satte av gårde nettopp i de periodene hvor antall solflekker og tilsvarende solenergi aktivitet nærmet seg maksimum. Det generelt aksepterte teoretiske maksimum for solsyklus 20 varte fra desember 1968 til desember 1969. I løpet av denne perioden beveget Apollo 8-, Apollo 9-, Apollo 10-, Apollo 11- og Apollo 12-oppdragene seg visstnok utenfor beskyttelsessonen til Van Allen-beltene og gikk inn i cislunarrommet.

Ytterligere studier av månedlige grafer viste at enkeltstående solutbrudd er et tilfeldig fenomen, som oppstår spontant over en 11-års syklus. Det hender også at i den "lave" perioden av syklusen skjer det et stort nummer av utbrudd på kort tid, og i løpet av den "høye" perioden - et veldig lite antall. Men det som er viktig er at det er veldig sterke bluss kan oppstå når som helst i løpet av syklusen.

I løpet av Apollo-tiden tilbrakte amerikanske astronauter totalt nesten 90 dager i verdensrommet. Siden stråling fra uforutsigbare solflammer når jorden eller månen på mindre enn 15 minutter, vil den eneste måten å beskytte seg mot være å bruke blybeholdere. Men hvis rakettens kraft var nok til å løfte en slik ekstra vekt, hvorfor var det da nødvendig å gå ut i verdensrommet i små kapsler (bokstavelig talt 0,1 mm aluminium) ved et trykk på 0,34 atmosfærer?

Dette til tross for at til og med et tynt lag med beskyttende belegg, kalt "mylar", ifølge Apollo 11-mannskapet, viste seg å være så tungt at det umiddelbart måtte fjernes fra månemodulen!

Det ser ut til at NASA valgte spesielle karer for måneekspedisjoner, om enn justert for omstendighetene, støpt ikke av stål, men av bly. Den amerikanske forskeren av problemet, Ralph Rene, var ikke for lat til å beregne hvor ofte hver av de antatt fullførte måneekspedisjonene skulle ha blitt påvirket av solaktivitet.

Forresten, en av de autoritative ansatte i NASA (den fremtredende fysiker, forresten) Bill Modlin, i sitt arbeid "Prospects for Interstellar Travel," rapporterte ærlig: "Solflammer kan avgi GeV-protoner i samme energiområde som de fleste kosmiske partikler, men mye mer intense. Økningen i energien deres med økt stråling utgjør en spesiell fare, siden GeV-protoner trenger inn i flere meter med materiale... Solar (eller stjerne-) fakler med emisjon av protoner er en periodisk forekommende svært alvorlig fare i interplanetarisk rom, som gir en stråling dose på hundretusenvis av røntgener på noen få timer i avstanden fra solen til jorden. Denne dosen er dødelig og millioner av ganger høyere enn tillatt. Døden kan inntreffe etter 500 røntgener i løpet av kort tid."

Ja, modige Amerikanske gutter da skulle de skinne dårligere enn den fjerde kraftenheten i Tsjernobyl. "Kosmiske partikler er farlige, de kommer fra alle retninger og krever minimum to meter tett skjerming rundt alle levende organismer." Men romkapslene som NASA demonstrerer frem til i dag var litt over 4 m i diameter. Med tykkelsen på veggene anbefalt av Modlin, ville ikke astronautene, selv uten noe utstyr, passet inn i dem, for ikke å nevne det faktum at det ikke ville vært nok drivstoff til å løfte slike kapsler. Men det er klart at verken NASA-ledelsen eller astronautene de sendte til månen leste kollegaens bøker, og, som lykkelig uvitende, overvant alle tornene på veien til stjernene.

Men kanskje NASA faktisk utviklet en slags ultrapålitelige romdrakter for dem, ved å bruke (åpenbart, veldig hemmelige) ultralett materiale som beskytter mot stråling? Men hvorfor ble det ikke brukt andre steder, som de sier, til fredelige formål? Vel, ok, de ønsket ikke å hjelpe Sovjetunionen med Tsjernobyl: tross alt hadde ikke perestroikaen begynt. Men for eksempel i 1979, i samme USA, skjedde en stor reaktorenhetsulykke ved atomkraftverket Three Mile Island, som førte til en nedsmelting av reaktorkjernen. Så hvorfor brukte ikke de amerikanske likvidatorene romdrakter basert på den mye annonserte NASA-teknologien, som kostet ikke mindre enn 7 millioner dollar, for å eliminere denne forsinkete atomgruven på deres territorium?

Et slikt konsept som solstråling har blitt kjent for ganske lenge siden. Som mange studier har vist, er det ikke alltid ansvarlig for å øke nivået av luftionisering.

Denne artikkelen er beregnet på personer over 18 år

Har du allerede fylt 18?

Kosmisk stråling: sannhet eller myte?

Kosmiske stråler er stråling som oppstår under en supernovaeksplosjon, så vel som som en konsekvens av termonukleære reaksjoner i solen. Den forskjellige naturen til strålenes opprinnelse påvirker også deres grunnleggende egenskaper. Kosmiske stråler som trenger inn fra verdensrommet utenfor vårt solsystem kan deles inn i to typer – galaktiske og intergalaktiske. Sistnevnte art er fortsatt den minst studerte, siden konsentrasjonen av primær stråling i den er minimal. Det er spesiell betydning intergalaktisk stråling gjør det ikke, siden den er fullstendig nøytralisert i atmosfæren vår.

Dessverre kan lite sies om strålene som kom til oss fra galaksen vår Melkeveien. Til tross for at størrelsen overstiger 10 000 lysår, vil eventuelle endringer i strålingsfeltet i den ene enden av galaksen umiddelbart gi gjenklang i den andre.

Farene ved stråling fra verdensrommet

Direkte kosmisk stråling er ødeleggende for en levende organisme, så dens påvirkning er ekstremt farlig for mennesker. Heldigvis er jorden vår pålitelig beskyttet mot disse romvesenene av en tett kuppel av atmosfæren. Den tjener som en utmerket beskyttelse for alt liv på jorden, siden den nøytraliserer direkte kosmisk stråling. Men ikke helt. Når det kolliderer med luft, brytes det opp i mindre partikler av ioniserende stråling, som hver inngår i en individuell reaksjon med sine atomer. Dermed svekkes høyenergistråling fra verdensrommet og danner sekundærstråling. Samtidig mister den dødeligheten - strålingsnivået blir omtrent det samme som ved røntgen. Men ikke vær redd - denne strålingen forsvinner fullstendig når den passerer gjennom jordens atmosfære. Uansett kildene til kosmiske stråler, og hvilken kraft de har, er faren for en person som er på overflaten av planeten vår minimal. Det kan bare forårsake håndgripelig skade for astronauter. De er utsatt for direkte kosmisk stråling, siden de ikke har naturlig beskyttelse i form av en atmosfære.

Energien som frigjøres av kosmiske stråler påvirker først og fremst jordens magnetfelt. Ladede ioniserende partikler bombarderer det bokstavelig talt og blir årsaken til det vakreste atmosfæriske fenomenet - . Men det er ikke alt - radioaktive partikler kan på grunn av sin natur forårsake funksjonsfeil i forskjellig elektronikk. Og hvis dette i forrige århundre ikke forårsaket mye ubehag, er dette i vår tid et veldig alvorlig problem, siden de viktigste aspektene ved det moderne livet er knyttet til elektrisitet.

Mennesker er også mottakelige for disse besøkende fra verdensrommet, selv om virkningsmekanismen til kosmiske stråler er veldig spesifikk. Ioniserte partikler (det vil si sekundær stråling) påvirker jordens magnetfelt, og forårsaker derved stormer i atmosfæren. Alle vet at menneskekroppen består av vann, som er svært utsatt for magnetiske vibrasjoner. Dermed påvirker kosmisk stråling det kardiovaskulære systemet og forårsaker dårlig helse hos værfølsomme mennesker. Dette er selvfølgelig ubehagelig, men på ingen måte dødelig.

Hva beskytter jorden mot solstråling?

Solen er en stjerne, i dypet av hvilken forskjellige termonukleære reaksjoner stadig finner sted, som er ledsaget av sterke energiutslipp. Disse ladede partiklene kalles solvind og har en sterk innflytelse på vår jord, eller rettere sagt på dens magnetfelt. Det er med den at ioniserte partikler samhandler, som danner grunnlaget for solvinden.

I følge den nyeste forskningen fra forskere fra hele verden, spiller plasmaskallet på planeten vår en spesiell rolle i å nøytralisere solvinden. Dette skjer som følger: solstråling kolliderer med jordas magnetfelt og blir spredt. Når det er for mye av det, tar plasmaskallet slaget, og det oppstår en interaksjonsprosess som ligner på en kortslutning. Konsekvensen av en slik kamp kan være sprekker i det beskyttende skjoldet. Men naturen har sørget for dette også – strømmer av kaldt plasma stiger opp fra jordoverflaten og haster til steder med svekket beskyttelse. Dermed gjenspeiler magnetfeltet til planeten vår innvirkningen fra verdensrommet.

Men det er verdt å si det faktum at solstråling, i motsetning til kosmisk stråling, fortsatt når jorden. Samtidig bør du ikke bekymre deg forgjeves, for i hovedsak er dette solens energi, som skal falle på overflaten av planeten vår i en spredt tilstand. Dermed varmer den opp jordoverflaten og bidrar til å utvikle liv på den. Derfor er det verdt å skille klart mellom ulike typer stråling, fordi noen av dem ikke bare har ingen negativ påvirkning, men også nødvendig for normal funksjon av levende organismer.

Men på jorden er ikke alle stoffer like mottakelige for solstråling. Det er overflater som absorberer det mer enn andre. Dette er som regel underliggende overflater med et minimumsnivå av albedo (evnen til å reflektere solstråling) - jord, skog, sand.

Dermed temperaturen på jordens overflate, så vel som varigheten dagslys avhenger direkte av hvor mye solstråling som absorberes av atmosfæren. Jeg vil gjerne si at hoveddelen av energien fortsatt når overflaten av planeten vår, fordi luftskallet på jorden fungerer som en barriere bare for stråler i det infrarøde spekteret. Men UV-stråler er bare delvis nøytralisert, noe som fører til noen problemer med hud hos mennesker og dyr.

Påvirkningen av solstråling på menneskekroppen

Når de utsettes for stråler fra det infrarøde spekteret av solstråling, manifesterer en termisk effekt seg tydelig. Det fremmer vasodilatasjon, stimulerer det kardiovaskulære systemet og aktiverer hudrespirasjon. Som et resultat slapper hovedsystemene i kroppen av, og produksjonen av endorfiner (lykkehormoner), som har en smertestillende og anti-inflammatorisk effekt, øker. Varme påvirker også metabolske prosesser, aktiverer metabolismen.

Lysstråling fra solstråling har en betydelig fotokjemisk effekt, som aktiveres viktige prosesser i vev. Denne typen solstråling lar en person bruke en av de mest viktige systemer berøring av den ytre verden - visjon. Det er disse kvantene vi skal være takknemlige for at vi ser alt i farger.

Viktige påvirkningsfaktorer

Solstråling i det infrarøde spekteret stimulerer også hjerneaktivitet og er ansvarlig for menneskers mentale helse. Det er også viktig at denne spesielle typen solenergi påvirker våre biologiske rytmer, det vil si fasene av aktiv aktivitet og søvn.

Uten lyspartikler ville mange vitale prosesser være i fare, noe som kan føre til utvikling av ulike sykdommer, inkludert søvnløshet og depresjon. Dessuten, med minimal kontakt med sollysstråling, reduseres en persons evne til å arbeide betydelig, og de fleste prosesser i kroppen bremses.

UV-stråling er ganske nyttig for kroppen vår, siden den også utløser immunologiske prosesser, det vil si at den stimulerer kroppens forsvar. Det er også nødvendig for produksjon av porfyritt, en analog av planteklorofyll i huden vår. Imidlertid kan overflødige UV-stråler forårsake brannskader, så det er veldig viktig å vite hvordan du skal beskytte deg mot dette i perioder med maksimal solaktivitet.

Som du kan se, er fordelene med solstråling for kroppen vår ubestridelige. Mange er svært bekymret for om mat absorberer denne typen stråling og om det er farlig å spise forurenset mat. Jeg gjentar - solenergi har ingenting å gjøre med kosmisk eller atomær stråling, noe som betyr at det ikke er nødvendig å være redd for det. Og det ville være meningsløst å unngå det... Ingen har ennå lett etter en måte å rømme fra solen.

Rommet er radioaktivt. Det er rett og slett umulig å skjule seg for stråling. Se for deg at du står i midten sandstorm, og et virvel av små rullesteiner virvler rundt deg hele tiden og skader huden din. Slik ser kosmisk stråling ut. Og denne strålingen forårsaker betydelig skade. Men problemet er at, i motsetning til småstein og jordstykker, spretter ikke ioniserende stråling av menneskekjøtt. Den går gjennom henne som en kanonkule går gjennom en bygning. Og denne strålingen forårsaker betydelig skade.

Forrige uke publiserte forskere ved University of Rochester Medical Center en studie som viser at langvarig eksponering for galaktisk stråling, som astronauter kan bli utsatt for på Mars, kan øke risikoen for Alzheimers sykdom.

Å lese medieoppslag om denne studien gjorde meg nysgjerrig. Vi har sendt mennesker ut i verdensrommet i mer enn et halvt århundre. Vi har muligheten til å følge en hel generasjon astronauter – hvordan disse menneskene blir gamle og dør. Og vi overvåker hele tiden helsetilstanden til de som flyr ut i verdensrommet i dag. Vitenskapelige arbeider, som de som ble utført ved University of Rochester, utføres på laboratoriedyr som mus og rotter. De er laget for å hjelpe oss med å forberede oss på fremtiden. Men hva vet vi om fortiden? Har stråling påvirket mennesker som allerede har vært i verdensrommet? Hvordan påvirker det de som er i bane for øyeblikket?

Det er en nøkkelforskjell mellom dagens astronauter og fremtidens astronauter. Forskjellen er jorden selv.

Galaktisk kosmisk stråling, noen ganger kalt kosmisk stråling, er det som skaper den største bekymringen blant forskere. Den består av partikler og biter av atomer som kunne blitt skapt som følge av dannelsen av en supernova. Mesteparten av denne strålingen, omtrent 90 %, består av protoner revet fra hydrogenatomer. Disse partiklene flyr gjennom galaksen med nesten lysets hastighet.

Og så slår de jorden. Planeten vår har et par forsvarsmekanismer som beskytter oss mot effekten av kosmisk stråling. For det første frastøter jordens magnetfelt noen partikler og blokkerer andre fullstendig. Partikler som har overvunnet denne barrieren begynner å kollidere med atomer i atmosfæren vår.

Hvis du kaster et stort Lego-tårn ned trappen, vil det brytes i små biter som vil fly av med hvert nytt trinn. Omtrent det samme skjer i atmosfæren vår og med galaktisk stråling. Partikler kolliderer med atomer og brytes fra hverandre for å danne nye partikler. Disse nye partiklene treffer igjen noe og faller fra hverandre igjen. For hvert skritt de tar, mister de energi. Partiklene bremser ned og svekkes gradvis. Når de "stopper" på jordens overflate, har de ikke lenger den kraftige reserven av galaktisk energi som de hadde før. Denne strålingen er mye mindre farlig. En liten legobit treffer mye svakere enn et tårn satt sammen av dem.

Alle astronautene vi har sendt ut i verdensrommet har dratt nytte av jordens beskyttende barrierer på mange måter, i det minste delvis. Francis Cucinotta fortalte meg om dette. Han er vitenskapelig leder for NASAs program for å studere effekten av stråling på mennesker. Dette er akkurat fyren som kan fortelle deg hvor skadelig stråling er for astronauter. Ifølge ham, med unntak av Apollo-flyvningene til månen, er mennesket tilstede i rommet innenfor påvirkning av jordens magnetfelt. Internasjonal romstasjon, for eksempel, ligger over atmosfæren, men fortsatt dypt i det første forsvarssjiktet. Våre astronauter er ikke fullstendig eksponert for kosmisk stråling.

I tillegg er de under slik påvirkning i ganske kort tid. Den lengste flyturen til verdensrommet varte i over ett år. Og dette er viktig fordi skadene fra stråling har en kumulativ effekt. Du risikerer mye mindre når du bruker seks måneder på ISS enn når du drar på en (fortsatt teoretisk) flerårig reise til Mars.

Men det som er interessant og ganske alarmerende, fortalte Cucinotta meg, er at selv med alle disse beskyttelsesmekanismene på plass, ser vi at stråling påvirker astronautene negativt.

En veldig ubehagelig ting er grå stær - endringer i øyelinsen som forårsaker uklarhet. Fordi mindre lys kommer inn i øyet gjennom en uklar linse, ser personer med grå stær dårligere. I 2001 undersøkte Cucinotta og hans kolleger data fra en pågående studie av astronauthelse og kom til følgende konklusjon. Astronauter som ble utsatt for en høyere strålingsdose (fordi de fløy flere ganger i verdensrommet eller på grunn av oppdragenes natur*) hadde større sannsynlighet for å utvikle grå stær enn de som mottok en lavere strålingsdose.

Det er det sikkert også økt fare kreft, selv om det er vanskelig å analysere denne faren kvantitativt og nøyaktig. Faktum er at vi ikke har epidemiologiske data om hvilken type stråling astronauter utsettes for. Vi vet antallet krefttilfeller etter atombombingen av Hiroshima og Nagasaki, men denne strålingen er ikke sammenlignbar med galaktisk stråling. Spesielt er Cucinotta mest bekymret for høyfrekvente partikkelioner - høyatomare, høyenergipartikler.

Dette er veldig tunge partikler og de beveger seg veldig raskt. På jordens overflate opplever vi ikke virkningene deres. De siktes ut, bremses ned og brytes i biter forsvarsmekanismer av planeten vår. Imidlertid kan HHF-ioner forårsake mer skade og mer variert skade enn strålingen radiologer er kjent med. Vi vet dette fordi forskere sammenligner blodprøver fra astronauter før og etter romfart.

Cucinotta kaller dette en pre-flight check. Forskere tar en blodprøve fra en astronaut før de går i bane. Når en astronaut er i verdensrommet, deler forskerne det tapte blodet i deler og utsetter det for ulik grad av gammastråling. Dette er som den skadelige strålingen vi noen ganger møter på jorden. Så, når astronauten kommer tilbake, sammenligner de disse gammastrålende blodprøvene med det som faktisk skjedde med ham i verdensrommet. "Vi ser to til tre ganger forskjeller mellom forskjellige astronauter," fortalte Cucinotta meg.

Selv om interplanetære flyreiser var en realitet, sier forskere i økende grad at menneskekroppen er rent biologisk poeng Flere og flere farer venter på vår visjon. Eksperter kaller hard kosmisk stråling en av hovedfarene. På andre planeter, for eksempel på Mars, vil denne strålingen være slik at den vil akselerere utbruddet av Alzheimers sykdom betydelig.

"Kosmisk stråling utgjør en svært betydelig trussel for fremtidige astronauter. Muligheten for at eksponering for kosmisk stråling kan føre til helseproblemer som kreft har lenge vært anerkjent," sier Kerry O'Banion, en nevrovitenskapslege fra Medisinsk senter ved University of Rochester. "Våre eksperimenter etablerte også pålitelig at hard stråling også provoserer en akselerasjon av endringer i hjernen assosiert med Alzheimers sykdom."

Ifølge forskere, alt rom bokstavelig talt gjennomsyret av stråling, mens den tykke jordens atmosfære beskytter planeten vår mot den. Deltakere på korttidsflyvninger til ISS kan allerede føle effekten av stråling, selv om de formelt sett er i lav bane, der den beskyttende kuppelen til jordens tyngdekraft fortsatt fungerer. Stråling er spesielt aktiv i de øyeblikkene da bluss oppstår på solen med påfølgende utslipp av strålingspartikler.

Forskere sier at NASA allerede jobber tett med ulike tilnærminger knyttet til å beskytte mennesker mot romstråling. Romfartsorganisasjonen begynte først å finansiere "strålingsforskning" for 25 år siden. Foreløpig er en betydelig del av initiativene på dette området knyttet til forskning på hvordan man kan beskytte fremtidige marsonauter mot hard stråling på den røde planeten, der det ikke er en slik atmosfærisk kuppel som på jorden.

Allerede sier eksperter med svært stor sannsynlighet at Mars-stråling provoserer kreft. Det er enda større mengder stråling nær asteroider. La oss minne deg på at NASA planlegger et oppdrag til en asteroide med menneskelig deltakelse for 2021, og til Mars senest i 2035. En tur til Mars og tilbake, med litt tid der, kan ta omtrent tre år.

Som NASA sa, er det nå bevist at kosmisk stråling provoserer, i tillegg til kreft, også sykdommer av det kardiovaskulære systemet, muskuloskeletale og endokrine. Nå har eksperter fra Rochester identifisert en annen farevektor: forskning har funnet at høye doser kosmisk stråling provoserer sykdommer assosiert med nevrodegenerasjon, spesielt aktiverer de prosesser som bidrar til utviklingen av Alzheimers sykdom. Eksperter studerte også hvordan kosmisk stråling påvirker det menneskelige sentralnervesystemet.

Basert på eksperimenter har eksperter slått fast at radioaktive partikler i verdensrommet har i sin struktur kjerner av jernatomer, som har en fenomenal penetreringsevne. Dette er grunnen til at det er overraskende vanskelig å forsvare seg mot dem.

På jorden simulerte forskere kosmisk stråling ved American Brookhaven National Laboratory på Long Island, hvor en spesiell akselerator er plassert elementære partikler. Gjennom eksperimenter bestemte forskere tidsrammen som sykdommen oppstår og utvikler seg. Imidlertid har forskerne så langt utført eksperimenter på laboratoriemus, og utsatt dem for strålingsdoser som kan sammenlignes med de som folk ville fått under en flytur til Mars. Etter eksperimentene fikk nesten alle mus forstyrrelser i funksjonen til hjernens kognitive system. Forstyrrelser i funksjonen til det kardiovaskulære systemet ble også notert. Fokus for akkumulering av beta-amyloid, et protein som er et sikkert tegn på forestående Alzheimers sykdom, er identifisert i hjernen.

Forskere sier at de ennå ikke vet hvordan de skal bekjempe romstråling, men de er sikre på at stråling er en faktor som fortjener den mest seriøse oppmerksomheten når de planlegger fremtidige romflyvninger.