Ионизирующая радиация Космоса

В космосе ионизирующая радиация создается несколькими источниками: галактическим космическим излучением, излучением солнечных вспышек и излучением радиационного пояса Земли.

Галактическое космическое излучениесостоит из протонов, т.е. ядер атомов водорода (85%),-частиц – ядер атомов гелия (13%) и тяжелых ядер (2%). К тяжелым относят ядра элементов с атомным номером от 3 до 26 (группа железа). Это излучение содержит и «сверхтяжелую» компоненту, состоящую из частиц с очень большими атомными номерами, вплоть до урана.

Интенсивность галактического излучения не постоянна: в период максимума солнечной активности она уменьшается, а в период минимума – увеличивается. В зависимости от фазы 11-летнего цикла активности Солнца она может варьировать от 2 до 4,5 частицсм^-2с^-1.

Вблизи Земли доза галактического космического излучения значительно ниже вследствие защитного эффекта геомагнитного поля и экранирующего действия Земли. Для орбит высотой до 250-300 км, при наклоне 65^ок плоскости экватора, мощность поглощенной дозы галактического излучения 810^-5–1010^-5Гр в день.

Излучение солнечных вспышексостоит главным образом из протонов с различной энергией и небольшой доли-частиц. Хотя очень большие солнечные вспышки случаются редко (примерно раз в 4 года), их доза излучения может быть весьма значительной. Во время интенсивной солнечной вспышки космонавт, находящийся в лунном отсеке, может получить на кожу грудной клетки дозу ионизирующего излучения 3,5–8 Дж/кг, на глаза – до 1,8 и на кроветворные органы – 0,03–0,12 Дж/кг. Кроме того, поверхностные части тела будут подвергаться действию замедленных частиц (протонов,-частиц и тяжелых ионов), а космонавт в открытом космосе, без защиты корабля, может получить измеримую дополнительную дозу на кожу от высокоэнергетичных электронов.

Радиационные пояса Землипредставлены внутренним и внешним поясом. Внутренний радиационный пояс состоит из высокоэнергетичных протонов, опасность облучения которыми существенно зависит от времени пересечения космическим кораблем этого пояса, траектории полета корабля и толщины защиты. При непродолжительном полете (10–20 мин) доза излучения радиационного пояса Земли не превышает нескольких сотых Дж/кг. Вклад протонов радиационного пояса Земли в суммарную дозу космического излучения становится существенным при использовании челночных космических аппаратов и космических платформ, осуществляющих перелеты с околоземной орбиты на межпланетную траекторию.

Внешний радиационный пояс Земли состоит из потоков электронов и протонов. Электроны внешнего радиационного пояса имеют небольшую проникающую способность. В центре пояса при защите 1 г/см²алюминия доза ионизирующего излучения составляет около 0,40 Дж/кг в сутки. Толщина защиты около 5 г/см²алюминия достаточна для того, чтобы снизить дозу до допустимого уровня.

С точки зрения радиационной проницаемости, наибольшую опасность представляют ускоренные ядра, которые имеются и в составе галактического космического излучения и в излучении солнечных вспышек.

Каждую секунду на площадку в 1 м²через границу земной атмосферы из космоса в направлении земной поверхности влетают более 10 тысяч заряженных частиц (протонов и электронов), движущихся с огромными скоростями: протоны – 300–1500 км/с, электроны – около скорости света. Эта корпускулярная радиация практически нацело улавливается магнитосферой Земли. Планета защищена от интенсивной космической радиации магнитным полем. Если бы его не было, космическая радиация смогла бы за короткий срок разложить на ионы и электроны весь воздух атмосферы. Жизнь на Земле стала бы невозможна.

Биологическое действие легких ядер высоких энергий практически не отличается от воздействия других известных видов излучения, т.е. рентгеновских и -лучей. Однако тяжелые частицы и легкие ядра на излете вызывают, по-видимому, более глубокие и, возможно, необратимые изменения. Биологическое действие тяжелых ядер изучено недостаточно ввиду больших методических трудностей, встречающихся на пути экспериментатора (К.М. Сытник и др.).

Существует теория о периодических (30-32 млн. лет) вспышках уровней радиации на поверхности Земли в течение последних 500 млн. лет. Последний всплеск произошел 10 млн. лет тому назад. По-видимому, урановые отравления обуславливают те мучительные «эксперименты», в результате которых неживая природа периодически уничтожает высокоорганизованные виды живых существ и выводит на сцену новые виды. Указанная периодичность связана с обращением Солнечной системы вокруг ядра Галактики. [ 1 ]