Je, mionzi ya cosmic ni hatari kwa wanadamu?

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Dunia ni chimbuko la kipekee la viumbe vyote vilivyo hai. Kulindwa na anga yake na shamba la magnetic, hatuwezi kufikiri juu ya vitisho vya mionzi, isipokuwa wale ambao tunaunda kwa mikono yetu wenyewe. Hata hivyo, miradi yote ya uchunguzi wa anga - karibu na mbali - mara kwa mara inakabiliana na tatizo la usalama wa mionzi. Nafasi ni adui wa maisha. Hatutarajiwi huko.

Mzunguko wa Kituo cha Kimataifa cha Nafasi umeinuliwa mara kadhaa, na sasa urefu wake ni zaidi ya kilomita 400. Hii ilifanywa ili kuhamisha maabara ya kuruka mbali na tabaka mnene za angahewa, ambapo molekuli za gesi bado zinapunguza kasi ya kuruka na kituo kinapoteza mwinuko. Ili sio kurekebisha obiti mara nyingi, itakuwa nzuri kuinua kituo hata juu zaidi, lakini hii haiwezi kufanywa. Ukanda wa chini (protoni) wa mionzi huanza karibu kilomita 500 kutoka Duniani. Kukimbia kwa muda mrefu ndani ya mikanda yoyote ya mionzi (na kuna miwili kati yao) itakuwa mbaya kwa wafanyakazi.

Cosmonaut-liquidator

Hata hivyo, haiwezi kusemwa kuwa hakuna tatizo la usalama wa mionzi katika urefu ambapo ISS inaruka kwa sasa. Kwanza, katika Atlantiki ya Kusini kuna kile kinachoitwa Brazili, au Atlantiki ya Kusini, upungufu wa sumaku. Hapa, uwanja wa sumaku wa Dunia unaonekana kuzama, na kwa hiyo, ukanda wa chini wa mionzi unageuka kuwa karibu na uso. Na ISS bado inaigusa, ikiruka katika eneo hili.

Pili, mwanadamu aliye angani anatishiwa na mionzi ya galaksi - mkondo wa chembe za kushtakiwa zinazotoka pande zote na kwa kasi kubwa, inayotokana na milipuko ya supernova au shughuli ya pulsars, quasars na miili mingine isiyo ya kawaida ya nyota. Baadhi ya chembe hizi huhifadhiwa na uga wa sumaku wa Dunia (ambayo ni moja ya sababu katika uundaji wa mikanda ya mionzi), wakati sehemu nyingine hupoteza nishati katika migongano na molekuli za gesi katika angahewa.

Kitu kinafika kwenye uso wa Dunia, ili msingi mdogo wa mionzi uwepo kwenye sayari yetu kila mahali. Kwa wastani, mtu anayeishi Duniani ambaye hashughulikii vyanzo vya mionzi hupokea kipimo cha millisievert 1 (mSv) kila mwaka. Mwanaanga kwenye ISS anapata 0.5–0.7 mSv. Kila siku!

Mikanda ya mionzi

Mikanda ya mionzi ya Dunia ni maeneo ya magnetosphere ambayo chembe za kushtakiwa kwa nishati ya juu hujilimbikiza. Ukanda wa ndani unajumuisha hasa protoni, moja ya nje ina elektroni. Mnamo 2012, ukanda mwingine uligunduliwa na satellite ya NASA, ambayo iko kati ya hizo mbili zinazojulikana.

"Ulinganisho wa kuvutia unaweza kufanywa," anasema Vyacheslav Shurshakov, mkuu wa idara ya usalama wa mionzi ya wanaanga katika Taasisi ya Shida za Biomedical ya Chuo cha Sayansi cha Urusi, Mgombea wa Sayansi ya Kimwili na Hisabati. - Kiwango cha kila mwaka kinachoruhusiwa kwa mfanyakazi wa kiwanda cha nguvu za nyuklia kinachukuliwa kuwa 20 mSv - mara 20 zaidi ya mtu wa kawaida anapokea. Kwa wataalam wa kukabiliana na dharura, watu hawa waliofunzwa maalum, kiwango cha juu cha kila mwaka ni 200 mSv. Hii tayari ni mara 200 zaidi ya kipimo cha kawaida na … kiasi sawa na mwanaanga ambaye amefanya kazi kwenye ISS kwa mwaka anapata.

Hivi sasa, dawa imeweka kikomo cha kipimo cha juu, ambacho hawezi kuzidi wakati wa maisha ya mtu ili kuepuka matatizo makubwa ya afya. Hii ni 1000 mSv, au 1 Sv. Hivyo, hata mfanyakazi wa NPP mwenye viwango vyake anaweza kufanya kazi kwa utulivu kwa muda wa miaka hamsini bila kuhangaika na chochote.

Mwanaanga, kwa upande mwingine, atamaliza kikomo chake katika miaka mitano tu. Lakini, hata akiwa ameruka kwa miaka minne na kupata 800 mSv yake ya kisheria, hataruhusiwa kwa ndege mpya ya muda wa mwaka mmoja, kwa sababu kutakuwa na tishio la kuzidi kikomo.

Sababu nyingine ya hatari ya mionzi angani, - anaelezea Vyacheslav Shurshakov, - ni shughuli ya Jua, haswa kinachojulikana kama uzalishaji wa protoni. Wakati wa kutolewa, kwa muda mfupi, mwanaanga kwenye ISS anaweza kupokea 30 mSv ya ziada. Ni vizuri kwamba matukio ya protoni ya jua hutokea mara chache - mara 1-2 katika mzunguko wa shughuli za jua wa miaka 11. Ni mbaya kwamba michakato hii hutokea stochastically, kwa utaratibu wa random, na ni vigumu kutabiri.

Sikumbuki vile kwamba tungeonywa mapema na sayansi yetu juu ya kutolewa karibu. Hii sio kawaida. Dosimita kwenye ISS ghafla zinaonyesha kuongezeka kwa nyuma, tunaita wataalamu kwenye Jua na kupokea uthibitisho: ndio, kuna shughuli isiyo ya kawaida ya nyota yetu. Ni kwa sababu ya matukio ya ghafla ya protoni ya jua kwamba hatujui ni kipimo gani hasa ambacho mwanaanga ataleta kutoka kwa ndege.

Chembe za mambo

Matatizo ya mionzi kwa wafanyakazi wanaokwenda Mirihi yataanza mapema Duniani. Meli yenye uzito wa tani 100 au zaidi italazimika kuharakishwa kwa muda mrefu katika obiti ya chini ya ardhi, na sehemu ya trajectory hii itapita ndani ya mikanda ya mionzi. Hizi sio masaa tena, lakini siku na wiki. Zaidi - kwenda zaidi ya magnetosphere na mionzi ya galactic katika fomu yake ya awali, chembe nyingi za kushtakiwa nzito, athari ambayo chini ya "mwavuli" wa shamba la magnetic ya Dunia hujisikia kidogo.

"Tatizo ni," asema Vyacheslav Shurshakov, "kwamba athari za chembe kwenye viungo muhimu vya mwili wa binadamu (kwa mfano, mfumo wa neva) hazijasomwa sana leo. Labda mionzi itasababisha mwanaanga kupoteza kumbukumbu, kusababisha athari za tabia zisizo za kawaida na uchokozi. Na kuna uwezekano mkubwa kwamba athari hizi hazitahusiana na kipimo. Hadi data ya kutosha imekusanywa juu ya uwepo wa viumbe hai nje ya uwanja wa sumaku wa Dunia, ni hatari sana kwenda kwenye safari ndefu za anga.

Wataalamu wa usalama wa mionzi wanapopendekeza kwamba wabunifu wa vyombo vya angani waongeze ulinzi wa viumbe hai, wao hujibu swali linaloonekana kuwa la kiakili: “Tatizo ni nini? Je! kuna mwanaanga yeyote alikufa kwa ugonjwa wa mionzi? Kwa bahati mbaya, kipimo cha mionzi kilichopokelewa kwenye bodi sio hata nyota za siku zijazo, lakini ISS ya kawaida, ingawa inafaa kwa viwango, sio hatari kabisa.

Kwa sababu fulani, wanaanga wa Soviet hawakuwahi kulalamika juu ya macho yao - inaonekana, waliogopa kazi zao, lakini data ya Amerika inaonyesha wazi kwamba mionzi ya cosmic huongeza hatari ya cataracts na opacities ya lens. Vipimo vya damu vya wanaanga vinaonyesha ongezeko la kutofautiana kwa kromosomu katika lymphocytes baada ya kila safari ya anga, ambayo inachukuliwa kuwa alama ya tumor katika dawa. Kwa ujumla, ilihitimishwa kuwa kupokea kipimo kinachoruhusiwa cha 1 Sv wakati wa maisha kunafupisha maisha kwa miaka mitatu kwa wastani.

Hatari za mwezi

Moja ya hoja "nguvu" za wafuasi wa "njama ya mwezi" ni madai kwamba kuvuka mikanda ya mionzi na kuwa juu ya mwezi, ambako hakuna uwanja wa magnetic, kunaweza kusababisha kifo kisichoepukika cha wanaanga kutokana na ugonjwa wa mionzi. Wanaanga wa Amerika walilazimika kuvuka mikanda ya mionzi ya Dunia - protoni na elektroniki. Lakini hii ilifanyika kwa masaa machache tu, na dozi zilizopokelewa na wafanyakazi wa Apollo wakati wa misheni ziligeuka kuwa muhimu, lakini kulinganishwa na zile zilizopokelewa na wazee wa zamani wa ISS. "Kwa kweli, Wamarekani walikuwa na bahati," anasema Vyacheslav Shurshakov, "baada ya yote, hakuna tukio moja la protoni ya jua lililotokea wakati wa safari zao za ndege. Hili likitokea, wanaanga wangepokea dozi ndogo - si 30 mSv, lakini 3 Sv.

Lowesha taulo zako

"Sisi, wataalamu katika uwanja wa usalama wa mionzi," asema Vyacheslav Shurshakov, "tunasisitiza kwamba ulinzi wa wafanyakazi uimarishwe. Kwa mfano, kwenye ISS, hatari zaidi ni cabins za cosmonauts, ambako hupumzika. Hakuna misa ya ziada hapo, na ukuta wa chuma tu wa milimita kadhaa unene hutenganisha mtu kutoka anga ya nje. Ikiwa tunapunguza kizuizi hiki kwa usawa wa maji unaokubaliwa katika radiolojia, ni 1 cm tu ya maji.

Kwa kulinganisha: anga ya Dunia, ambayo tunajificha kutoka kwa mionzi, ni sawa na 10 m ya maji. Hivi majuzi tulipendekeza kulinda vyumba vya wanaanga kwa safu ya ziada ya taulo na leso zilizolowa maji, ambayo ingepunguza sana athari za mionzi. Dawa za kulevya zinatengenezwa ili kulinda dhidi ya mionzi, ingawa bado hazijatumiwa kwenye ISS.

Pengine, katika siku zijazo, kwa kutumia mbinu za dawa na uhandisi wa maumbile, tutaweza kuboresha mwili wa binadamu ili viungo vyake muhimu vikipinga zaidi mambo ya mionzi. Lakini kwa hali yoyote, bila uangalizi wa karibu wa sayansi kwa shida hii, mtu anaweza kusahau kuhusu safari za anga za umbali mrefu.