Korkunç kozmik radyasyonla ilgili mesaj. Doğal radyasyon arka planı

Tambov bölgesel devlet eğitim kurumu

Başlangıç ​​uçuş eğitimi veren genel eğitim yatılı okulu

M. M. Raskova'nın adını almıştır

Soyut

"Kozmik Radyasyon"

Tamamlayan: 103 müfrezenin öğrencisi

Krasnoslobodtsev Alexey

Başkan: Pelivan V.S.

Tambov 2008

1. Giriş.

2. Kozmik radyasyon nedir?

3. Kozmik radyasyon nasıl ortaya çıkar?

4. Kozmik radyasyonun insanlar ve çevre üzerindeki etkisi.

5. Kozmik radyasyona karşı koruma araçları.

6. Evrenin Oluşumu.

7. Sonuç.

8. Kaynakça.

1. GİRİİŞ

İnsan sonsuza kadar yeryüzünde kalmayacak,

ama ışığın ve uzayın peşinde,

ilk başta çekingen bir şekilde ötesine nüfuz edecek

atmosfer ve sonra her şeyi fethetmek

küresel uzay.

K. Tsiolkovsky

21. yüzyıl nanoteknolojinin ve devasa hızların yüzyılıdır. Hayatımız durmadan ve kaçınılmaz olarak akıyor ve her birimiz zamana ayak uydurmaya çalışıyoruz. Sorunlar, problemler, çözüm arayışları, her taraftan devasa bir bilgi akışı... Tüm bunlarla nasıl başa çıkılır, hayattaki yerinizi nasıl bulursunuz?

Durup düşünmeye çalışalım...

Psikologlar, bir kişinin üç şeye sonsuza kadar bakabileceğini söylüyor: ateş, su ve yıldızlı gökyüzü. Gerçekten de gökyüzü her zaman insanı cezbetmiştir. Gün doğumu ve gün batımında inanılmaz güzel, gündüzleri sonsuz mavi ve derin görünüyor. Ve uçup giden ağırlıksız bulutlara baktığınızda, kuşların uçuşunu izlerken, günlük koşuşturmadan uzaklaşmak, gökyüzüne yükselmek ve uçmanın özgürlüğünü hissetmek istiyorsunuz. Ve karanlık bir gecede yıldızlı gökyüzü... ne kadar gizemli ve açıklanamayacak kadar güzel! Ve gizem perdesini nasıl kaldırmak istediğimi. Böyle anlarda kendinizi Evren denilen devasa, korkutucu ama bir o kadar da karşı konulmaz bir şekilde çağıran uzayın küçük bir parçası gibi hissedersiniz.

Evren nedir? Nasıl ortaya çıktı? Kendi içinde neyi saklıyor, bizim için neyi hazırladı: “evrensel bir akıl” ve sayısız soruların cevapları mı, yoksa insanlığın ölümü mü?

Sorular sonsuz bir akış halinde ortaya çıkıyor.

Uzay... Sıradan bir insan için ulaşılamaz görünüyor. Ancak yine de bir kişi üzerindeki etkisi sabittir. Alışık olduğumuz yaşamın ve dolayısıyla insanın ortaya çıkmasına yol açan Dünya'daki koşulları sağlayan, genel olarak uzaydı. Mekanın etkisi günümüzde de büyük ölçüde hissedilmektedir. "Evrenin parçacıkları" atmosferin koruyucu tabakasından bize ulaşarak kişinin refahını, sağlığını, vücudunda meydana gelen süreçleri etkiler. Bu, dünyada yaşayan bizler için geçerli ama uzayı keşfedenler için ne söyleyebiliriz.

Şu soru ilgimi çekti: Kozmik radyasyon nedir ve insanlar üzerindeki etkisi nedir?

İlk uçuş eğitimini alarak yatılı okulda okuyorum. Gökyüzünü fethetmenin hayalini kuran çocuklar bize geliyor. Ve hayallerini gerçekleştirme yolunda ilk adımı atmışlar, evlerinin duvarlarını bırakıp, uçuşun temellerini, uçak tasarımını öğrendikleri, her gün iletişim kurma fırsatına sahip oldukları bu okula gelmeye karar vermişler. defalarca göklere çıkan insanlar. Ve bunlar hala yerçekiminin tam anlamıyla üstesinden gelemeyen uçaklar olsa bile. Ancak bu yalnızca ilk adımdır. Herhangi bir insanın kaderi ve yaşam yolu, bir çocuğun küçük, çekingen, belirsiz adımlarıyla başlar. Kim bilir, belki içlerinden biri ikinci, üçüncü adımı atacak... uzay aracında ustalaşacak ve evrenin uçsuz bucaksız enginliklerinde yıldızlara yükselecek.

Dolayısıyla bu konu bizim için oldukça alakalı ve ilginç.

2. KOZMİK RADYASYON NEDİR?

Kozmik ışınların varlığı yirminci yüzyılın başında keşfedildi. 1912'de Avustralyalı fizikçi W. Hess bir balonun içinde yükselirken, elektroskopun yüksek irtifalarda boşalmasının deniz seviyesinden çok daha hızlı gerçekleştiğini fark etti. Elektroskoptan gelen deşarjı ortadan kaldıran havanın iyonlaşmasının dünya dışı kökenli olduğu ortaya çıktı. Bu varsayımı ilk yapan Millikan'dı ve bu olaya modern adını veren de oydu: kozmik radyasyon.

Artık birincil kozmik radyasyonun çeşitli yönlerde uçan kararlı yüksek enerjili parçacıklardan oluştuğu tespit edilmiştir. Güneş sistemi bölgesindeki kozmik radyasyonun yoğunluğu, 1 saniyede 1 cm2 başına ortalama 2-4 parçacıktır. Şunlardan oluşur:

• protonlar – %91
• α parçacıkları – %6,6
• diğer ağır elementlerin çekirdekleri - %1'den az
• elektronlar – %1,5
• Kozmik kökenli X ışınları ve gama ışınları
• güneş radyasyonu.

Uzaydan uçan birincil kozmik parçacıklar, atmosferin üst katmanlarındaki atom çekirdekleriyle etkileşime girerek ikincil kozmik ışınlar olarak adlandırılan ışınları oluşturur. Dünyanın manyetik kutuplarına yakın kozmik ışınların yoğunluğu ekvatordakinden yaklaşık 1,5 kat daha fazladır.

Kozmik parçacıkların ortalama enerjisi yaklaşık 10 4 MeV'dir ve bireysel parçacıkların enerjisi 10 12 MeV ve daha fazladır.

3. KOZMİK RADYASYON NASIL ORTAYA ÇIKIYOR?

Modern kavramlara göre, yüksek enerjili kozmik radyasyonun ana kaynağı süpernova patlamalarıdır. NASA'nın Yörüngeli X-ışını Teleskobu'ndan elde edilen veriler, Dünya'yı sürekli olarak bombalayan kozmik radyasyonun çoğunun, 1572'de kaydedilen bir süpernova patlamasından yayılan şok dalgasından geldiğine dair yeni kanıtlar sağladı. Chandra X-ışını Gözlemevi'nden yapılan gözlemlere göre, süpernovanın kalıntıları saatte 10 milyon km'den daha yüksek bir hızla hızlanmaya devam ediyor ve devasa bir X-ışını radyasyonu salınımıyla birlikte iki şok dalgası üretiyor. Üstelik tek dalga

yıldızlararası gaza doğru dışarı doğru hareket eder ve ikincisi

içe doğru, eski yıldızın merkezine doğru. Ayrıca

enerjinin önemli bir kısmının

“İç” şok dalgası, atom çekirdeklerini ışığa yakın hızlara hızlandırmak için kullanılır.

Yüksek enerji parçacıkları diğer Galaksilerden bize geliyor. Evrenin homojen olmayan manyetik alanlarında hızlanarak bu enerjilere ulaşabilirler.

Doğal olarak kozmik radyasyonun kaynağı da bize en yakın yıldız olan Güneş'tir. Güneş periyodik olarak (patlamalar sırasında), esas olarak protonlardan ve düşük enerjili a parçacıklarından oluşan kozmik güneş ışınları yayar.

4. KOZMİK RADYASYONUN İNSANLAR ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

VE ÇEVRE

Nice'teki Sophia Antipolis Üniversitesi'ndeki araştırmacıların yürüttüğü çalışmanın sonuçları, kozmik radyasyonun Dünya'daki biyolojik yaşamın ortaya çıkmasında kritik bir rol oynadığını gösteriyor. Amino asitlerin sağ ve sol olmak üzere iki biçimde bulunabileceği uzun zamandır bilinmektedir. Ancak Dünya'da doğal olarak oluşan tüm biyolojik organizmalar yalnızca solak amino asitlere dayanmaktadır. Üniversite çalışanlarına göre sebebi uzayda aranmalı. Dairesel polarize kozmik radyasyon denilen şey sağ-elli amino asitleri yok etti. Dairesel polarize ışık, kozmik elektromanyetik alanlar tarafından polarize edilen bir radyasyon şeklidir. Bu radyasyon, yıldızlararası toz parçacıklarının, çevredeki alanın tamamına nüfuz eden manyetik alan çizgileri boyunca sıralanmasıyla üretilir. Dairesel polarize ışık, uzayın herhangi bir yerindeki tüm kozmik radyasyonun %17'sini oluşturur. Polarizasyon yönüne bağlı olarak, bu ışık, deneylerle ve iki meteor üzerinde yapılan bir çalışmanın sonuçlarıyla doğrulanan amino asit türlerinden birini seçici olarak parçalar.

Kozmik radyasyon, Dünya'daki iyonlaştırıcı radyasyonun kaynaklarından biridir.

Deniz seviyesindeki kozmik radyasyondan kaynaklanan doğal radyasyon arka planı yılda 0,32 mSv'dir (saatte 3,4 μR). Kozmik radyasyon, nüfusun aldığı yıllık etkin eşdeğer dozun yalnızca 1/6'sını oluşturur. Radyasyon seviyeleri farklı bölgelere göre değişir. Bu nedenle, Dünya'nın yakınında yüklü parçacıkları saptıran bir manyetik alanın varlığı nedeniyle, Kuzey ve Güney kutupları kozmik ışınlara ekvator bölgesine göre daha duyarlıdır. Ayrıca dünya yüzeyinden ne kadar yüksekteyseniz kozmik radyasyon da o kadar yoğun olur. Dolayısıyla dağlık bölgelerde yaşamak ve sürekli hava ulaşımını kullanmak, ek bir maruz kalma riskine maruz kalıyoruz. Deniz seviyesinden 2000 m'nin üzerinde yaşayan insanlar, deniz seviyesinde yaşayanlara göre birkaç kat daha fazla kozmik ışınlardan etkili eşdeğer doz alırlar. 4000 m yükseklikten (insan yerleşimi için maksimum yükseklik) 12.000 m'ye (yolcu taşımacılığı için maksimum yükseklik) yükselildiğinde maruz kalma seviyesi 25 kat artar. Geleneksel bir turboprop uçakta 7,5 saatlik bir uçuş sırasında alınan radyasyon dozu yaklaşık 50 μSv'dir. Toplamda, hava taşımacılığının kullanılması yoluyla, Dünya nüfusu yılda yaklaşık 10.000 insan-Sv radyasyon dozu almaktadır; bu, dünyada kişi başına ortalama yılda yaklaşık 1 μSv ve Kuzey Amerika'da yaklaşık 10 μSv'dir.

İyonlaştırıcı radyasyon insan sağlığını olumsuz etkiler; canlı organizmaların hayati fonksiyonlarını bozar:

· Büyük nüfuz etme kabiliyetine sahip olup, vücudun en yoğun şekilde bölünen hücrelerini yok eder: kemik iliği, sindirim sistemi, vb.

· Gen düzeyinde değişikliklere neden olur, bu da daha sonra mutasyonlara ve kalıtsal hastalıkların ortaya çıkmasına neden olur.

· Kötü huylu tümör hücrelerinin yoğun bölünmesine neden olur, bu da kanserin oluşmasına yol açar.

· Sinir sistemi ve kalp fonksiyonlarında değişikliklere yol açar.

· Cinsel fonksiyon engellenir.

· Görme bozukluğuna neden olur.

Uzaydan gelen radyasyon, havayolu pilotlarının görüşünü bile etkiliyor. 79'u havayolu pilotu olan yaklaşık 50 yaşlarındaki 445 erkeğin görme koşulları incelendi. İstatistikler, profesyonel pilotlar için lens çekirdeğinde katarakt gelişme riskinin diğer meslek temsilcilerinden üç kat daha yüksek ve hatta astronotlar için daha da fazla olduğunu göstermiştir.

Kozmik radyasyon, uçuş menzili ve süresi arttıkça önemi giderek artan astronotların vücudu için olumsuz faktörlerden biridir. Bir kişi kendisini galaktik ışınların yanı sıra güneş kozmik ışınlarının bombardımanının çok daha güçlü olduğu Dünya atmosferinin dışında bulduğunda: vücuttaki kimyasal bağları yok edebilen yaklaşık 5 bin iyon bir saniyede vücudundan geçebilir ve ikincil parçacıkların art arda gelmesine neden olur. Düşük dozlarda iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalma tehlikesi, artan kanser ve kalıtsal hastalık riskinden kaynaklanmaktadır. Galaksiler arası ışınlardan kaynaklanan en büyük tehlike, ağır yüklü parçacıklardan kaynaklanmaktadır.

Biyomedikal araştırmalara ve uzayda var olması beklenen radyasyon seviyelerine dayanarak astronotlar için izin verilen maksimum radyasyon dozları belirlendi. Bunlar; ayaklar, ayak bilekleri ve eller için 980 rem, deri için 700 rem, kan yapıcı organlar için 200 rem ve gözler için 200 remdir. Deney sonuçları, ağırlıksızlık koşullarında radyasyonun etkisinin arttığını gösterdi. Bu veriler doğrulanırsa, kozmik radyasyonun insanlara yönelik tehlikesi muhtemelen ilk başta düşünülenden daha büyük olacaktır.

Kozmik ışınlar Dünya'nın hava durumunu ve iklimini etkileyebilir. İngiliz meteorologlar, kozmik ışın aktivitesinin en yoğun olduğu dönemlerde bulutlu havanın gözlemlendiğini kanıtladılar. Gerçek şu ki, kozmik parçacıklar atmosfere patladığında, bulutlardaki damlacıkların büyümesine ve bulutluluğun artmasına neden olabilecek geniş yüklü ve nötr parçacık "yağmurları" üretirler.

Güneş-Karasal Fizik Enstitüsü'nün araştırmasına göre, şu anda güneş aktivitesinde nedenleri bilinmeyen anormal bir artış gözlemleniyor. Güneş patlaması, binlerce hidrojen bombasının patlamasıyla karşılaştırılabilecek bir enerji salınımıdır. Özellikle güçlü patlamalar sırasında, Dünya'ya ulaşan elektromanyetik radyasyon, gezegenin manyetik alanını değiştiriyor - sanki onu sallıyormuş gibi, bu da hava koşullarına duyarlı insanların refahını etkiliyor. Dünya Sağlık Örgütü'ne göre bunlar gezegen nüfusunun %15'ini oluşturuyor. Ayrıca yüksek güneş aktivitesi ile mikroflora daha yoğun çoğalmaya başlar ve kişinin birçok bulaşıcı hastalığa duyarlılığı artar. Böylece grip salgınları maksimum güneş aktivitesinden 2,3 yıl önce veya 2,3 yıl sonra başlıyor.

Böylece atmosfer yoluyla bize ulaşan kozmik radyasyonun küçük bir kısmının bile insan vücudu ve sağlığı üzerinde, atmosferde meydana gelen süreçler üzerinde gözle görülür bir etki yaratabildiğini görüyoruz. Dünyadaki yaşamın kökenine ilişkin hipotezlerden biri, kozmik parçacıkların gezegenimizdeki biyolojik ve kimyasal süreçlerde önemli bir rol oynadığını öne sürüyor.

5. KOZMİK RADYASYONDAN KORUNMA ARAÇLARI

Sızma Sorunları

uzaya giden adam - bir tür deneme

bilimimizin olgunluk taşı.

Akademisyen N. Sissakyan.

Evrenin radyasyonunun yaşamın kökenine ve insanın ortaya çıkmasına yol açmış olabileceği gerçeğine rağmen, insanın kendisi için saf haliyle yıkıcıdır.

İnsanın yaşam alanı çok küçük bir alanla sınırlıdır

mesafeler - bu Dünya ve yüzeyinden birkaç kilometre yüksekte. Ve sonra “düşman” alan.

Ancak insan, Evrenin enginliğine nüfuz etmeye çalışmaktan vazgeçmediği ve onu giderek daha yoğun bir şekilde keşfettiği için, uzayın olumsuz etkisine karşı belirli koruma araçları yaratma ihtiyacı ortaya çıktı. Bu astronotlar için özellikle önemlidir.

Yaygın inanışın aksine, bizi kozmik ışınların saldırısından koruyan, Dünya'nın manyetik alanı değil, her cm2 yüzey için bir kilogram havanın bulunduğu atmosferin kalın tabakasıdır. Bu nedenle, atmosfere uçan kozmik bir proton, ortalama olarak yüksekliğinin yalnızca 1/14'ünü aşar. Astronotlar böyle bir koruyucu kabuktan yoksundur.

Hesaplamaların gösterdiği gibi, uzay uçuşu sırasında radyasyon hasarı riskini sıfıra indirmek imkansızdır. Ama bunu en aza indirebilirsiniz. Ve burada en önemli şey uzay aracının yani duvarlarının pasif korunmasıdır.

Doz yükleme riskini azaltmak için güneş kozmik ışınlar Hafif alaşımlar için kalınlıkları en az 3-4 cm olmalıdır. Plastikler metallere alternatif olabilir. Örneğin sıradan alışveriş çantalarının yapıldığı malzeme olan polietilen, alüminyumdan %20 daha fazla kozmik ışınları engeller. Güçlendirilmiş polietilen, alüminyumdan 10 kat daha güçlüdür ve aynı zamanda “kanatlı metalden” daha hafiftir.

İLE galaktik kozmik ışınlardan korunma devasa enerjilere sahip olduğundan her şey çok daha karmaşıktır. Astronotları onlardan korumanın çeşitli yolları önerilmiştir. Geminin etrafında koruyucu bir madde tabakası oluşturabilirsiniz dünyanın atmosferine benzer. Örneğin her halükarda gerekli olan suyu kullanırsanız 5 m kalınlığında bir katmana ihtiyacınız olacaktır. Bu durumda su deposunun kütlesi 500 tona yaklaşacaktır ki bu çok fazla bir rakamdır. Tank gerektirmeyen bir katı olan etileni de kullanabilirsiniz. Ancak o zaman bile gerekli kütle en az 400 ton olacaktır. Sıvı hidrojen kullanılabilir. Kozmik ışınları alüminyumdan 2,5 kat daha iyi engeller. Doğru, yakıt kapları hacimli ve ağır olacaktır.

Önerildi yörüngedeki insanları korumaya yönelik başka bir plançağrılabilecek manyetik devre. Manyetik alan boyunca hareket eden yüklü bir parçacığa, hareket yönüne dik bir kuvvet (Lorentz kuvveti) etki eder. Alan çizgilerinin konfigürasyonuna bağlı olarak parçacık hemen hemen her yöne sapabilir veya süresiz olarak döneceği dairesel bir yörüngeye girebilir. Böyle bir alan oluşturmak için süperiletkenliğe dayalı mıknatıslara ihtiyaç duyulacaktır. Böyle bir sistem 9 tonluk bir kütleye sahip olacak, madde korumasından çok daha hafif ama yine de ağır.

Başka bir fikrin savunucuları uzay aracının elektrikle şarj edilmesini öneriyor Dış kabuğun voltajı 2 10 9 V ise, gemi kozmik ışınların tüm protonlarını 2 GeV'ye kadar enerjilerle yansıtabilecektir. Ancak elektrik alanı onbinlerce kilometre mesafeye kadar uzanacak ve uzay aracı bu devasa hacimden elektronları çekecek. 2 GeV enerjiyle kabuğa çarpacaklar ve kozmik ışınlarla aynı şekilde davranacaklar.

Kozmonotların uzay aracı dışında uzay yürüyüşlerinde kullandıkları “giysiler” tam bir kurtarma sistemi olmalıdır:

· Nefes almak ve basıncı korumak için gerekli atmosferi yaratmalı;

· İnsan vücudunun ürettiği ısının uzaklaştırılmasını sağlamalıdır;

· Kişi güneşli taraftaysa aşırı ısınmaya, gölgedeyse soğumaya karşı korumalıdır; aralarındaki fark 100 0 C'den fazladır;

· güneş ışınımının neden olduğu körlüğe karşı koruyun;

· meteorik maddelerden koruyun;

· Serbest harekete izin vermelidir.

Uzay giysisinin geliştirilmesine 1959'da başlandı. Uzay giysilerinde çeşitli modifikasyonlar vardır; bunlar, esas olarak yeni, daha gelişmiş malzemelerin kullanılması yoluyla sürekli olarak değişmekte ve gelişmektedir.

Uzay giysisi karmaşık ve pahalı bir cihazdır ve örneğin Apollo kozmonotlarının uzay giysisine sunulan gereksinimlere aşina olursanız bunu anlamak kolaydır. Bu uzay giysisi astronotu aşağıdaki faktörlerden korumalıdır:

Yarı sert bir uzay giysisinin yapısı (uzay için)

A. Leonov'un uzay yürüyüşleri için kullandığı ilk uzay giysisi sertti, dayanıklıydı ve yaklaşık 100 kg ağırlığındaydı, ancak çağdaşları onu gerçek bir teknoloji mucizesi ve "arabadan daha karmaşık bir makine" olarak görüyorlardı.

Dolayısıyla astronotları kozmik ışınlardan korumaya yönelik tüm öneriler güvenilir değildir.

6. EVRENİN EĞİTİMİ

Dürüst olmak gerekirse, sadece bilmek istemiyoruz

nasıl yapılandırıldığı ve aynı zamanda mümkünse hedefe nasıl ulaşılacağı

ütopik ve görünüşte cüretkar - nedenini anlayın

doğa aynen böyledir. Bu

Bilimsel yaratıcılığın Prometheus unsuru.

A.Einstein.

Yani kozmik radyasyon bize Evrenin sınırsız genişliğinden geliyor. Evrenin kendisi nasıl oluştu?

Oluşumuna ilişkin hipotezlerin öne sürüldüğü teoremi ortaya atan Einstein'dı. Evrenin oluşumuyla ilgili çeşitli hipotezler vardır. Modern kozmolojide en popüler ikisi Büyük Patlama teorisi ve şişme teorisidir.

Evrenin modern modelleri A. Einstein'ın genel görelilik teorisine dayanmaktadır. Einstein'ın yerçekimi denkleminin bir değil birçok çözümü var ve bu da birçok kozmolojik modelin varlığını açıklıyor.

İlk model 1917 yılında A. Einstein tarafından geliştirildi. Newton'un uzay ve zamanın mutlaklığı ve sonsuzluğu hakkındaki varsayımlarını reddetti. Bu modele göre, dünya alanı homojen ve izotropiktir, içindeki madde eşit olarak dağılmıştır, kütlelerin çekimsel çekiciliği evrensel kozmolojik itme ile telafi edilmektedir. Evrenin varlığı sonsuzdur, uzay ise sınırsız ama sonludur. Einstein'ın kozmolojik modelindeki evren durağandır, zamanda sonsuzdur ve uzayda sınırsızdır.

1922'de Rus matematikçi ve jeofizikçi A.A. Friedman, durağanlık varsayımını bir kenara attı ve Evreni "genişleyen" uzayla tanımlayan Einstein'ın denklemine bir çözüm elde etti. 1927'de Belçikalı başrahip ve bilim adamı J. Lemaitre, astronomik gözlemlere dayanarak bu kavramı tanıttı. Süper yoğun bir durum olarak Evrenin başlangıcı ve Evrenin Büyük Patlama olarak doğuşu. 1929'da Amerikalı gökbilimci E. P. Hubble, tüm galaksilerin bizden uzaklaştığını ve mesafeyle orantılı olarak artan bir hızla galaksi sisteminin genişlediğini keşfetti. Evrenin genişlemesi bilimsel olarak kanıtlanmış bir gerçek olarak kabul edilir. J. Lemaitre'nin hesaplamalarına göre Evren'in orijinal halindeki yarıçapı 10-12 cm idi.

boyutu elektron yarıçapına yakındır ve

yoğunluk 10 96 g/cm3 idi. İtibaren

Evren, ilk halinden itibaren büyük patlamanın bir sonucu olarak genişlemeye başladı.. A. A. Friedman'ın öğrencisi G. A. Gamov şunu önerdi: Patlamadan sonra maddenin sıcaklığı yüksekti ve Evrenin genişlemesiyle birlikte düştü. Hesaplamaları, Evrenin evriminde kimyasal elementlerin ve yapıların oluşumunun meydana geldiği belirli aşamalardan geçtiğini gösterdi.

Hadron dönemi(güçlü etkileşimlere giren ağır parçacıklar). Dönemin süresi 0,0001 s, sıcaklık 10 12 derece Kelvin, yoğunluk 10 14 g/cm3'tür. Çağın sonunda parçacıkların ve antiparçacıkların yok olması gerçekleşir, ancak geriye belli sayıda proton, hiperon ve mezon kalır.

Lepton çağı(hafif parçacıkların elektromanyetik etkileşime girmesi). Dönemin süresi 10 s, sıcaklık 10 10 derece Kelvin, yoğunluk 10 4 g/cm3'tür. Ana rol, protonlar ve nötronlar arasındaki reaksiyonlarda yer alan hafif parçacıklar tarafından oynanır.

Foton dönemi. Süre 1 milyon yıl. Kütlenin büyük kısmı (Evrenin enerjisi) fotonlardan gelir. Dönemin sonunda sıcaklık 10 10 Kelvin'den 3000 derece Kelvin'e, yoğunluk ise 10 4 g/cm3'ten 1021 g/cm3'e düşer. Ana rol, dönemin sonunda maddeden ayrılan radyasyon tarafından oynanır.

Yıldız dönemi Evrenin doğumundan 1 milyon yıl sonra meydana gelir. Yıldız çağında, protostarların ve protogalaksilerin oluşum süreci başlar.

Sonra Metagalaxy'nin yapısının oluşumunun görkemli bir resmi ortaya çıkıyor.

Bir diğer hipotez ise Evrenin yaratılışını dikkate alan Evrenin şişme modelidir. Yaratılış fikri kuantum kozmolojisi ile ilgilidir. Bu model, genişlemenin başlamasından 10-45 saniye sonraki andan başlayarak Evrenin evrimini açıklamaktadır.

Bu hipoteze göre, erken Evrendeki kozmik evrim birkaç aşamadan geçer. Evrenin başlangıcı teorik fizikçiler tarafından şu şekilde tanımlanır: Evrenin yarıçapı 10 -50 cm olan kuantum süper çekim durumu(karşılaştırma için: bir atomun boyutu 10-8 cm, atom çekirdeğinin boyutu 10-13 cm olarak tanımlanır). Erken Evrendeki ana olaylar, 10-45 saniyeden 10-30 saniyeye kadar ihmal edilebilecek kadar küçük bir zaman diliminde gerçekleşti.

Enflasyon aşaması. Kuantum sıçramasının bir sonucu olarak Evren, uyarılmış bir boşluk durumuna geçti ve madde ve radyasyonun yokluğunda yoğun olarak üstel yasaya göre genişletildi. Bu dönemde Evrenin uzayı ve zamanı yaratıldı. 10 -34 saniye süren şişme aşaması sırasında, Evren hayal edilemeyecek kadar küçük kuantum boyutlarından (10 -33) hayal edilemeyecek kadar büyük (10 1000000) cm'ye kadar şişti; bu, gözlemlenebilir Evrenin boyutundan kat kat daha büyük bir değerdir - 10 28 cm Evrenin tüm bu başlangıç ​​döneminde madde yoktu, radyasyon yoktu.

Şişme aşamasından foton aşamasına geçiş. Sahte vakum durumu parçalandı, açığa çıkan enerji ağır parçacıkların ve antipartiküllerin doğuşuna gitti, bunlar yok olduktan sonra uzayı aydınlatan güçlü bir radyasyon (ışık) parıltısı verdi.

Maddenin radyasyondan ayrılma aşaması: İmha sonrası kalan madde radyasyona karşı şeffaf hale geldi, madde ile radyasyon arasındaki temas ortadan kalktı. Maddeden ayrılan radyasyon, modern kalıntı arka planı Evrenin oluşumunun başlangıcındaki patlamadan sonra ortaya çıkan ilk radyasyondan kalan bir olgudur. Daha sonra, Evrenin gelişimi, en basit homojen durumdan, atomlar (başlangıçta hidrojen atomları), galaksiler, yıldızlar, gezegenler, yıldızların bağırsaklarındaki ağır elementlerin sentezi gibi giderek daha karmaşık yapıların yaratılmasına kadar ilerledi. yaşamın yaratılışı, ortaya çıkışı ve yaratılışın tacı olarak insan için gereklidir.

Şişme modelinde ve Büyük Patlama modelinde Evrenin evrim aşamaları arasındaki fark Bu sadece yaklaşık 10-30 saniyelik başlangıç ​​aşaması için geçerlidir, o zaman bu modeller arasında temel bir fark yoktur. Kozmik evrim mekanizmalarının açıklanmasında farklılıklar ideolojik tutumlarla ilişkili .

Bunlardan ilki, Evrenin varlığının başlangıcı ve sonu sorunuydu. tanınması, zaman ve mekanın sonsuzluğu, yaratılmaması ve yok edilemezliği vb. hakkındaki materyalist ifadelerle çelişiyordu.

1965'te Amerikalı teorik fizikçiler Penrose ve S. Hawking, evrenin genişleyen herhangi bir modelinde mutlaka bir tekilliğin olması gerektiğini söyleyen bir teoremi kanıtladılar - geçmişte zaman çizgilerinde bir kırılma, bu da zamanın başlangıcı olarak anlaşılabilir. . Aynı şey, genişlemenin yerini sıkıştırmanın aldığı durum için de geçerlidir - o zaman gelecekte zaman çizgilerinde bir kırılma olacaktır - zamanın sonu. Dahası, sıkıştırmanın başladığı nokta, zamanın sonu olarak yorumlanır - içine sadece galaksilerin değil, aynı zamanda Evrenin tüm geçmişinin "olaylarının" da aktığı Büyük Drenaj.

İkinci problem ise dünyanın yoktan yaratılmasıyla ilgilidir. A.A. Friedman, uzayın genişlemeye başladığı anı sıfır hacimle matematiksel olarak çıkarsıyor ve 1923'te yayınlanan “Uzay ve Zaman Olarak Dünya” adlı popüler kitabında “dünyayı yoktan yaratma” ihtimalinden bahsediyor. ” 80'li yıllarda Amerikalı fizikçi A. Gut ve Sovyet fizikçi A. Linde tarafından her şeyin yoktan ortaya çıkması sorununu çözmeye yönelik bir girişimde bulunuldu. Evrenin korunan enerjisi, farklı işaretlere sahip, yerçekimsel ve yerçekimsel olmayan kısımlara bölünmüştür. Ve sonra Evrenin toplam enerjisi sıfıra eşit olacaktır.

Bilim adamlarının karşılaştığı en büyük zorluk, kozmik evrimin nedenlerini açıklamakta ortaya çıkıyor. Evrenin evrimini açıklayan iki ana kavram vardır: öz-örgütlenme kavramı ve yaratılışçılık kavramı.

Kendi kendini organize etme kavramına göre maddi Evren tek gerçekliktir ve onun dışında başka bir gerçeklik yoktur. Bu durumda evrim şu şekilde anlatılmaktadır: Sistemlerin giderek karmaşıklaşan yapıların oluşması yönünde kendiliğinden bir sıralaması vardır. Dinamik kaos düzen yaratır. Kozmik evrimin bir hedefi yoktur.

Yaratılışçılık yani yaratılış kavramı çerçevesinde, Evrenin evrimi, maddi dünyadan daha üst düzey bir gerçeklik tarafından belirlenen bir programın uygulanmasıyla ilişkilidir. Yaratılışçılığın savunucuları, yaşamın ve insanın ortaya çıkışı için koşulların yaratıldığı, basit sistemlerden daha karmaşık ve bilgi yoğun sistemlere doğru yönlendirilmiş bir gelişimin varlığına dikkat çekiyor. İçinde yaşadığımız Evrenin varlığı, temel fiziksel sabitlerin sayısal değerlerine bağlıdır - Planck sabiti, yerçekimi sabiti vb. Bu sabitlerin sayısal değerleri, Evrenin temel özelliklerini, atomların boyutlarını, gezegenler, yıldızlar, maddenin yoğunluğu ve Evrenin ömrü. Buradan Evrenin fiziksel yapısının yaşamın ortaya çıkışına yönelik programlandığı ve yönlendirildiği sonucuna varılmaktadır. Kozmik evrimin nihai hedefi, Yaratıcının planlarına uygun olarak insanın Evrende ortaya çıkmasıdır.

Çözülmemiş bir diğer sorun da Evrenin gelecekteki kaderidir. Sonsuza kadar genişlemeye devam mı edecek yoksa bir süre sonra bu süreç tersine dönüp sıkıştırma aşaması mı başlayacak? Bu senaryolar arasında seçim, Evrendeki toplam madde kütlesine (veya ortalama yoğunluğuna) ilişkin henüz yeterli olmayan veriler varsa yapılabilir.

Evrendeki enerji yoğunluğu düşükse sonsuza kadar genişleyecek ve yavaş yavaş soğuyacaktır. Enerji yoğunluğu belirli bir kritik değerden büyükse genişleme aşamasının yerini sıkıştırma aşaması alacaktır. Evren küçülecek ve ısınacak.

Enflasyonist model, enerji yoğunluğunun kritik olacağını öngördü. Ancak 1998'den önce yapılan astrofizik gözlemler, enerji yoğunluğunun kritik değerin yaklaşık %30'u kadar olduğunu gösteriyordu. Ancak son onyıllardaki keşifler kayıp enerjiyi “bulmayı” mümkün kıldı. Vakumun pozitif enerjiye sahip olduğu (karanlık enerji olarak adlandırılır) ve uzayda eşit şekilde dağıldığı kanıtlanmıştır (bu da vakumda "görünmez" parçacıkların olmadığını bir kez daha kanıtlar).

Bugün, Evrenin geleceği hakkındaki soruyu yanıtlamak için çok daha fazla seçenek var ve bunlar, gizli enerjiyi açıklayan hangi teorinin doğru olduğuna önemli ölçüde bağlı. Ancak torunlarımızın çevremizdeki dünyayı sizden ve benden tamamen farklı göreceğini kesin olarak söyleyebiliriz.

Evrende gördüğümüz nesnelerin yanı sıra, daha da fazla sayıda gizli olanın da bulunduğuna ve aynı zamanda kütleye sahip olduğuna ve bu "karanlık kütlenin" görünür olandan 10 kat veya daha fazla olabileceğine dair çok makul şüpheler var.

Kısaca Evrenin özellikleri bu şekilde sunulabilir.

Evrenin Kısa Biyografisi

Yaş: 13,7 milyar yıl

Evrenin gözlemlenebilir kısmının boyutu:

13,7 milyar ışıkyılı, yaklaşık 10 28 cm

Maddenin ortalama yoğunluğu: 10 -29 gr/cm3

Ağırlık: 10 50 tondan fazla

Doğumdaki ağırlık:

Big Bang teorisine göre sonsuz

enflasyon teorisine göre - bir miligramdan az

Evrenin Sıcaklığı:

patlama anında – 10 27 K

modern – 2,7 bin

7. SONUÇ

Kozmik radyasyon ve bunun çevre üzerindeki etkisi hakkında bilgi toplayarak, dünyadaki her şeyin birbirine bağlı olduğuna, her şeyin aktığına ve değiştiğine ve Evrenin oluşumundan başlayarak uzak geçmişin yankılarını sürekli hissettiğimize ikna oldum.

Diğer galaksilerden bize ulaşan parçacıklar, uzak dünyalara dair bilgileri de yanlarında taşıyor. Bu "uzaylı uzaylılar" gezegenimizdeki doğa ve biyolojik süreçler üzerinde önemli bir etkiye sahip olma yeteneğine sahiptir.

Uzayda her şey farklıdır: Dünya ve gökyüzü, gün batımları ve gün doğumları, sıcaklık ve basınç, hızlar ve mesafeler. Çoğu bizim için anlaşılmaz görünüyor.

Uzay henüz dostumuz değil. İnsanın karşısına uzaylı ve düşman bir güç olarak çıkar ve yörüngeye giren her astronotun onunla savaşmaya hazır olması gerekir. Bu çok zordur ve kişi her zaman galip gelmez. Ancak zafer ne kadar pahalıysa o kadar değerlidir.

Uzayın etkisini değerlendirmek oldukça zordur; bir yandan yaşamın ortaya çıkmasına ve sonuçta insanın kendisini yaratmasına yol açmış, diğer yandan da kendimizi buna karşı savunmak zorunda kalmışızdır. Bu durumda bir uzlaşmaya varmak ve mevcut kırılgan dengeyi bozmamaya çalışmak elbette gerekli.

Dünya'yı uzaydan ilk kez gören Yuri Gagarin, "Ne kadar küçük!" Bu sözleri hatırlamalı ve gezegenimize tüm gücümüzle sahip çıkmalıyız. Sonuçta uzaya ancak Dünya'dan çıkabiliyoruz.

8. KAYNAKÇA.

1. Buldakov L.A., Kalistratova V.S. Radyoaktif Radyasyon ve Sağlık, 2003.

2. Levitan E.P. Astronomi. – M.: Eğitim, 1994.

3. Parker Yu. Uzay yolcuları nasıl korunur? - 2006, Sayı 6.

4. Prigozhin I.N. Evrenin geçmişi ve geleceği. – M.: Bilgi, 1986.

5. Hawking S. Büyük patlamadan kara deliklere kadar zamanın kısa tarihi. – St. Petersburg: Amfora, 2001.

6. Çocuklar için ansiklopedi. Kozmonotik. – M.: “Avanta+”, 2004.

7.http://www. rol. ru/ news/ misc/ spacenews/ 00/12/25. htm

8.http://www. büyükanne. ru/Toplum/Bilim/m. 67908.html

Nerede μ – X-ışını radyasyonunun kütle zayıflama katsayısı cm2 /g, X/ ρ – korumanın kütle kalınlığı g/cm2. Birkaç katman dikkate alınırsa, üssün altında eksi işaretli birkaç terim vardır.

Birim zaman başına X ışınlarından emilen radyasyon dozu oranı N radyasyon yoğunluğuna göre belirlenir BEN ve kütle soğurma katsayısı μ TR

N = μ EN I

Hesaplamalar için NIST X-Işını Kütle Zayıflama Katsayılarına göre X-ışını enerjisinin farklı değerleri için kütle zayıflama ve soğurma katsayıları alınmıştır.

Tablo 1, korumadan emilen ve eşdeğer radyasyon dozu için kullanılan parametreleri ve hesaplama sonuçlarını göstermektedir.

Tablo 1. X-ışını radyasyonunun özellikleri, Al'deki zayıflama katsayıları ve vücuttaki emilim katsayıları, koruma kalınlığı, emilen hesaplamanın sonucu ve günlük eşdeğer radyasyon dozu*

*Not – LM-5 ve Krechet, XA-25 ve XA-15 uzay giysilerinin alüminyum eşdeğerindeki koruma kalınlığı, 5,6, 1,3, 0,9 ve 0,6 mm alüminyum levhaya karşılık gelir; 2,3, 1,9 ve 1,5 mm doku eşdeğeri maddeye karşılık gelen “ХО-25”, “Orlan-M” ve A7L doku eşdeğeri madde koruma kalınlığı.

Bu tablo, X-ışını radyasyon yoğunluğunun diğer değerleri için günlük radyasyon dozunu tahmin etmek için kullanılır; tablodaki akı değeri ile istenen günlük ortalama arasındaki ilişkinin katsayısı ile çarpılır. Hesaplama sonuçları Şekil 2'de gösterilmektedir. 3 ve 4, emilen radyasyon dozu ölçeği şeklinde.

Hesaplamalar, 1,5 g/cm2 (veya 5,6 mm Al) kalkanına sahip bir ay modülünün, Güneş'ten gelen yumuşak ve sert X-ışını radyasyonunu tamamen emdiğini göstermektedir. 4 Kasım 2003'teki (2013 itibariyle ve 1976'dan beri kaydedilen) en güçlü parlama için, X-ışını radyasyonunun zirvedeki yoğunluğu yumuşak radyasyon için 28·10−4 W/m2 ve 4·10−4 W idi. /m2 sert radyasyon için. Günlük ortalama yoğunluk sırasıyla 10 W/m2 gün ve 1,3 W/m2 olacaktır. Mürettebat için günlük radyasyon dozu, insanlar için güvenli olan 8 rad veya 0,08 Gy'dir.

4 Kasım 2003 gibi olayların gerçekleşme olasılığı ise 37 yılda 30 dakika olarak belirlendi. Veya ~1/650000 saat−1'e eşittir. Bu çok düşük bir ihtimal. Karşılaştırma yapmak gerekirse, ortalama bir insan tüm hayatı boyunca ~300.000 saatini evinin dışında geçirir; bu da 1/2 olasılıkla 4 Kasım 2003'teki röntgen olayına görgü tanığı olma olasılığına karşılık gelir.

Bir uzay giysisinin radyasyon gereksinimlerini belirlemek için, maksimum güneş aktivitesinin ortalama günlük arka planına göre yoğunluğu yumuşak radyasyon için 50 kat ve sert radyasyon için 1000 kat artan Güneş üzerindeki X-ışını patlamalarını ele alıyoruz. Şek. 4, bu tür olayların olasılığı 30 yılda 3 salgındır. Yumuşak X-ışını radyasyonunun yoğunluğu 4,3 Watt/m2 gün ve sert X-ışını radyasyonunun yoğunluğu - 0,26 W/m2 olacaktır.

Ay uzay giysisinin radyasyon gereksinimleri ve parametreleri

Ay yüzeyindeki bir uzay giysisinde, X ışınlarından gelen eşdeğer radyasyon dozları artar.

Tablolanmış radyasyon yoğunluğu değerleri için “Krechet” uzay giysisini kullanırken, radyasyon dozu 5 mrad/gün olacaktır. X-ışını radyasyonundan korunma, radyasyon yoğunluğunu ~e9=7600 kat azaltan 1,2-1,3 mm alüminyum levha ile sağlanır. Daha küçük kalınlıkta alüminyum levha kullanıldığında radyasyon dozları artar: 0,9 mm Al için – 15 mrad/gün, 0,6 mm Al için – 120 mrad/gün.

UAEA'ya göre bu tür arka plan radyasyonu insanlar için normal bir durum olarak kabul ediliyor.

Güneş'ten gelen radyasyon gücü 0,86 Watt/m 2 gün değerine çıktığında, 0,6 mm Al'in korunmasına yönelik radyasyon dozu 1,2 rad/ess'e eşit olup insan sağlığı açısından normal ve tehlikeli koşullar sınırındadır.

Ay uzay giysisi “Krechet”. Astronotun uzay giysisine girdiği açık sırt çantası kapağının görünümü. Sovyet ay programının bir parçası olarak, uzun süre doğrudan Ay üzerinde çalışmaya izin verecek bir uzay giysisi yaratmak gerekiyordu. "Krechet" adı verildi ve bugün uzayda çalışmak için kullanılan "Orlan" uzay kıyafetlerinin prototipi oldu. Ağırlık 106 kg.

Doku eşdeğeri koruma (mylar, naylon, keçe, fiberglas gibi polimerler) kullanıldığında radyasyon dozu büyüklük sırasına göre artar. Yani Orlan-M uzay giysisi için 0,21 g/cm2 doku eşdeğeri madde korumasıyla radyasyon yoğunluğu ~e3=19 kat azalır ve vücudun kemik dokusu için X-ışını radyasyonundan kaynaklanan radyasyon dozu 1,29 rad/öz. Koruma için sırasıyla 0,25 g/cm2 ve 0,17 g/cm2, 1,01 ve 1,53 rad/ess.

Apollo 16 mürettebatı John Young (komutan), Thomas Mattingly (komuta modülü pilotu) ve Charles Duke (ay modülü pilotu) A7LB uzay giysisini giyiyor. Böyle bir uzay giysisini kendi başınıza giymek zordur.

Eugene Cernan, A7LB uzay giysisi içinde, Apollo 17 görevinde.

A7L - 1975 yılına kadar Apollo programında NASA astronotları tarafından kullanılan ana uzay giysisi türü. Dış giysinin bir bölümü ile görüntüleyin. Dış giyim şunları içerir: 1) 2 kg ağırlığında yangına dayanıklı fiberglas kumaş, 2) kişiyi Güneşteyken aşırı ısınmadan ve Ay'ın ışıksız yüzeyinde aşırı ısı kaybından koruyan ekran-vakumlu ısı yalıtımı (EVTI), bir pakettir parlak alüminize yüzeye sahip 7 kat ince Mylar ve naylon filmden oluşan, katmanların arasına ince bir Dacron elyaf örtüsü serildi, ağırlık 0,5 kg idi; 3) neopren kaplamalı (3-5 mm kalınlığında) ve 2-3 kg ağırlığında naylondan yapılmış bir meteor önleyici katman. Uzay giysisinin iç kabuğu dayanıklı kumaş, plastik, kauçuklu kumaş ve kauçuktan yapılmıştır. İç kabuğun kütlesi ~20 kg'dır. Kit bir kask, eldiven, bot ve soğutucu içeriyordu. A7L araç dışı uzay giysisi setinin ağırlığı 34,5 kg'dır

Güneş'ten gelen radyasyonun şiddetinin 0,86 Watt/m 2 gün değerine yükselmesiyle koruma için radyasyon dozu 0,25 g/cm 2, 0,21 g/cm 2 ve doku eşdeğeri maddeden 0,17 g/cm 2, sırasıyla 10 ,9, 12,9 ve 15,3 rad/ess'tir. Bu doz, 500-700 insan akciğer röntgeni işlemine eşdeğerdir. 10-15 rad'lık tek bir doz, sinir sistemini ve ruhu etkiler, kan lösemisi riski %5 artar ve anne-babanın torunlarında zeka geriliği görülür. . UAEA'ya göre bu tür arka plan radyasyonu insanlar için çok ciddi bir tehlike oluşturuyor.

X-ışını radyasyon yoğunluğu 4,3 Watt/m 2 gün olup, günlük radyasyon dozu 50-75 rad olup radyasyon hastalıklarına neden olmaktadır.

Orlan-M uzay giysisindeki kozmonot Mikhail Tyurin. Elbise 1997'den 2009'a kadar MIR istasyonunda ve ISS'de kullanıldı. Ağırlık 112 kg. Şu anda ISS, Orlan-MK'yi (modernize edilmiş, bilgisayarlı) kullanıyor. Ağırlık 120 kg.

En basit çıkış yolu, astronotun doğrudan Güneş ışınları altında geçirdiği süreyi 1 saate düşürmektir. Orlan-M uzay giysisinde emilen radyasyon dozu 0,5 rad'a düşecek. Diğer bir yaklaşım ise uzay istasyonunun gölgesinde çalışmaktır; bu durumda, yüksek harici X-ışını radyasyonuna rağmen araç dışı aktivitenin süresi önemli ölçüde artırılabilir. Ay tabanının çok ötesinde Ay'ın yüzeyinde iseniz, hızlı bir geri dönüş ve sığınma her zaman mümkün olmayabilir. Ay manzarasının gölgesini veya X ışınlarından bir şemsiyeyi kullanabilirsiniz...

Güneşten gelen X-ışını radyasyonuna karşı korunmanın basit ve etkili bir yolu, uzay giysisinde alüminyum levha kullanmaktır. 0,9 mm Al (alüminyum eşdeğerinde kalınlık 0,25 g/cm2) olan elbise, ortalama X-ışını arka planına göre 67 kat kenar boşluğuna sahiptir. Arka planda 0,86 Watt/m2 güne 10 kat artışla radyasyon dozu 0,15 rad/gün olur. Ortalama arka plandan gelen X-ışını akısında günde 4,3 Watt/m2 değerine kadar ani 50 kat artış olsa bile, günde emilen radyasyon dozu 0,75 rad'ı aşmayacaktır.

0,7 mm Al'de (alüminyum eşdeğerinde kalınlık 0,20 g/cm2) koruma, 35 kat radyasyon marjını korur. 0,86 Watt/m2 gün seviyesinde radyasyon dozu 0,38 rad/gün'den fazla olmayacaktır. 4,3 Watt/m2 günde emilen radyasyon dozu 1,89 rad'ı aşmayacaktır.

Hesaplamalar, alüminyum eşdeğerinde 0,25 g/cm2 radyasyondan korunma sağlamak için 1,4 g/cm2 doku eşdeğerinin gerekli olduğunu göstermektedir. Uzay giysisinin bu kütle koruma değeri ile kalınlığı birkaç kat artacak ve kullanılabilirliği azalacaktır.

SONUÇLAR VE SONUÇLAR

Proton radyasyonu durumunda doku eşdeğeri korumanın alüminyuma göre %20-30 avantajı vardır.

X-ışını radyasyonuna maruz kaldığında, polimerlere göre alüminyum eşdeğerindeki elbise koruması tercih edilir. Bu sonuç, David Smith ve John Scalo'nun araştırmasının sonuçlarıyla örtüşüyor.

Ay uzay giysilerinin iki koruma parametresi olmalıdır:

1) doku eşdeğeri maddelerden oluşan bir uzay giysisini proton radyasyonundan korumaya yönelik parametre, 0,21 g/cm2'den düşük değil;
2) Uzay giysisinin X-ışını radyasyonuna karşı alüminyum eşdeğerindeki koruma parametresi 0,20 g/cm2'den düşük olmamalıdır.

2,5-3 m2 alana sahip bir uzay giysisinin dış kabuğunda Al koruması kullanıldığında Orlan-MK bazlı uzay giysisinin ağırlığı 5-6 kg artacaktır.

Ay uzay giysisi için, maksimum güneş aktivitesinin olduğu yılda güneş rüzgârından ve Güneş'ten gelen X-ışınlarından emilen toplam radyasyon dozu 0,19 rad/gün olacaktır (eşdeğer radyasyon dozu – 8,22 mSv/gün). Böyle bir uzay giysisi, güneş rüzgarı için 4 kat radyasyon güvenlik marjına ve X-ışını radyasyonu için 35 kat radyasyon güvenlik marjına sahiptir. Alüminyum radyasyon şemsiyeleri gibi ek koruyucu önlemlere gerek yoktur.

Orlan-M uzay giysisi için sırasıyla 1,45 rad/gün (eşdeğer radyasyon dozu - 20,77 mSv/gün). Elbisenin güneş rüzgarı için 4 kat radyasyon güvenlik marjı vardır.

Apollo görevindeki A7L (A7LB) uzay giysisi için sırasıyla 1,70 rad/gün (eşdeğer radyasyon dozu - 23,82 mSv/gün). Elbisenin güneş rüzgarı için 3 kat radyasyon güvenlik marjı vardır.

Modern Orlan veya A7L tipi uzay kıyafetleriyle Ay yüzeyinde sürekli 4 gün kalan kişi, 0,06-0,07 Gy radyasyon dozu alır ve bu da sağlığı açısından tehlike oluşturur. Bu, David Smith ve John Scalo'nun bulgularıyla tutarlıdır. , cislunar uzayında, modern bir uzay giysisi içinde, 100 saat içinde, %10 olasılıkla, bir kişinin sağlık ve yaşam için tehlikeli olan 0,1 Gray'in üzerinde radyasyon dozu alması. Orlan veya A7L tipi uzay giysileri, alüminyum radyasyon şemsiyeleri gibi ek X-ışını koruma önlemleri gerektirir.

Orlan üssünde önerilen ay uzay giysisi, 4 günde 0,76 rad veya 0,0076 Gy radyasyon dozu kazanıyor. (Uzay giysisiyle ay yüzeyinde güneş rüzgarına bir saat maruz kalmak, iki göğüs röntgenine karşılık gelir.) UAEA'ya göre radyasyon riski insanlar için normal bir durum olarak kabul edilmektedir.

NASA, 2020'de Ay'a yapılacak insanlı uçuş için yeni bir uzay giysisini test ediyor.

Güneş rüzgarından kaynaklanan radyasyon riskine ve Güneş'ten gelen X ışınlarına ek olarak bir akış da var. Bu konuda daha sonra daha fazla bilgi vereceğiz.

Kozmik radyasyonun ne olduğunu bilmesine rağmen kim uzaya uçmayı hayal etmedi? En azından Dünya yörüngesine veya Ay'a, hatta daha iyisi daha uzağa, Orion'a uçun. Aslında insan vücudu bu tür seyahatlere çok az adapte olmuştur. Astronotlar yörüngeye uçarken bile sağlıklarını, bazen de hayatlarını tehdit eden birçok tehlikeyle karşı karşıyadır. Herkes kült dizi Star Trek'i izledi. Oradaki harika karakterlerden biri, kozmik radyasyon olgusunun çok doğru bir tanımını yaptı. Leonard McCoy, namı diğer Bony, namı diğer Bonesetter, "Karanlık ve sessizlikte tehlike ve hastalıktır" dedi. Daha kesin olmak çok zordur. Seyahat sırasındaki kozmik radyasyon kişiyi yorgun, zayıf, hasta ve depresyona sokacaktır.

Uçuştaki duygular

İnsan vücudu havasız uzayda yaşama adapte edilmemiştir, çünkü evrim bu tür yetenekleri cephaneliğine dahil etmemiştir. Bu konuda kitaplar yazıldı, bu konu tıp tarafından detaylı olarak inceleniyor, dünyanın her yerinde tıbbın sorunlarını uzayda, aşırı koşullarda, yüksek irtifalarda incelemek için merkezler oluşturuldu. Elbette astronotun etrafındaki çeşitli nesneler havada süzülürken ekranda gülümsemesini izlemek komik. Aslında onun keşfi, Dünya'daki sıradan bir sakine göründüğünden çok daha ciddi ve sonuçlarla dolu ve sorun yaratan yalnızca kozmik radyasyon değil.

Uzayda bir insanın başına gelen her şeyi ilk elden deneyimleyen gazetecilerin, astronotların, mühendislerin, bilim adamlarının isteği üzerine, vücuda yabancı, yapay olarak yaratılmış bir ortamda çeşitli yeni duyumların dizisi hakkında konuştular. Kelimenin tam anlamıyla, uçuşun başlamasından on saniye sonra, hazırlıksız bir kişi bilincini kaybeder çünkü uzay aracının ivmesi artarak onu fırlatma kompleksinden ayırır. Bir kişi henüz kozmik ışınları uzaydaki kadar güçlü hissetmiyor - radyasyon gezegenimizin atmosferi tarafından emiliyor.

Büyük sorunlar

Ancak yeterince aşırı yük de var: Bir kişi kendi ağırlığından dört kat daha ağır hale gelir, kelimenin tam anlamıyla bir sandalyeye bastırılır, kolunu bile hareket ettirmek zordur. Herkes bu özel sandalyeleri örneğin Soyuz uzay aracında görmüştür. Ancak astronotun neden bu kadar tuhaf bir poza sahip olduğunu herkes anlamadı. Ancak bu gereklidir, çünkü aşırı yüklenmeler vücuttaki kanın neredeyse tamamını bacaklara gönderir ve beyne kan akışı sağlanamaz, bu nedenle bayılma meydana gelir. Ancak Sovyetler Birliği'nde icat edilen bir sandalye en azından bu sorunun önlenmesine yardımcı oluyor: Bacakların kaldırıldığı pozisyon, kanı beynin tüm bölgelerine oksijen sağlamaya zorluyor.

Uçuşun başlamasından on dakika sonra yer çekiminin olmaması, kişinin uzayda denge, yönelim ve koordinasyon duygusunu neredeyse kaybetmesine neden olacak; hatta kişi, hareket eden nesneleri takip edemeyebilir. Mide bulantısı hissediyor ve kusuyor. Kozmik ışınlar da aynı şeye neden olabilir - buradaki radyasyon zaten çok daha güçlüdür ve eğer güneşe bir plazma püskürmesi varsa, yörüngedeki astronotların yaşamlarına yönelik tehdit gerçektir, havayolu yolcuları bile yüksek irtifada uçuş sırasında acı çekebilir. Görme değişir, gözün retinasında şişlik ve değişiklikler meydana gelir, göz küresi deforme olur. Kişi zayıflar ve kendisine verilen görevleri yerine getiremez.

Bilmeceler

Ancak insanlar zaman zaman Dünya'da yüksek kozmik radyasyon hissederler ve bunun için mutlaka uzaya gitmeleri gerekmez. Gezegenimiz sürekli olarak kozmik kaynaklı ışınlar tarafından bombalanıyor ve bilim insanları atmosferimizin her zaman yeterli koruma sağlamadığını öne sürüyor. Bu enerjik parçacıklara, gezegenlerde yaşam olma şansını büyük ölçüde sınırlayan bir güç veren birçok teori var. Birçok yönden bu kozmik ışınların doğası bilim adamlarımız için hala çözülemeyen bir gizemdir.

Uzaydaki atom altı yüklü parçacıklar neredeyse ışık hızında hareket ediyor, uydularda zaten birkaç kez kaydedilmişler ve hatta bunların üzerinde kimyasal elementlerin, protonların, elektronların, fotonların ve nötrinoların çekirdekleri var. Kozmik radyasyon saldırısında ağır ve süper ağır parçacıkların varlığı da göz ardı edilemez. Eğer keşfedilebilselerdi kozmolojik ve astronomik gözlemlerdeki bir takım çelişkiler çözülmüş olacaktı.

Atmosfer

Bizi kozmik radyasyondan koruyan nedir? Sadece atmosferimiz. Tüm canlıların ölümünü tehdit eden kozmik ışınlar, içinde çarpışır ve elektronların çok daha ağır akrabaları olan müonlar dahil zararsız diğer parçacıkların akışlarını üretir. Bazı parçacıklar Dünya yüzeyine ulaşıp onlarca metre derinliğe nüfuz ettiğinden, potansiyel bir tehlike hala mevcuttur. Herhangi bir gezegenin aldığı radyasyon düzeyi, onun yaşama uygun olup olmadığını gösterir. Kozmik ışınların yanlarında taşıdıkları yüksek enerji, kendi yıldızından gelen radyasyonu çok aşar çünkü protonların ve fotonların, örneğin Güneşimizin enerjisi daha düşüktür.

Ve yüksek yaşamla imkansızdır. Dünya'da bu doz, gezegenin manyetik alanının gücü ve atmosferin kalınlığı tarafından kontrol edilir; kozmik radyasyon tehlikesini önemli ölçüde azaltır. Örneğin, Mars'ta hayat olabilir, ancak oradaki atmosfer ihmal edilebilir düzeydedir, kendine ait bir manyetik alan yoktur ve bu nedenle tüm uzaya nüfuz eden kozmik ışınlara karşı koruma yoktur. Mars'taki radyasyon seviyesi çok yüksek. Ve kozmik radyasyonun gezegenin biyosferi üzerindeki etkisi, üzerindeki tüm yaşamın ölmesine neden olacak şekildedir.

Daha önemli olan ne?

Şanslıyız, hem Dünya'yı saran kalın bir atmosfere hem de yer kabuğuna ulaşan zararlı parçacıkları emen oldukça güçlü bir manyetik alanımız var. Gezegeni kimin korumasının daha aktif olduğunu merak ediyorum: atmosfer mi yoksa manyetik alan mı? Araştırmacılar, onlara manyetik alan sağlayıp sağlamayan gezegen modelleri yaratarak deneyler yapıyorlar. Ve manyetik alanın kendisi de bu gezegen modelleri arasında güç açısından farklılık gösteriyor. Daha önce bilim adamları, yüzeydeki seviyesini kontrol ettikleri için bunun kozmik radyasyona karşı ana koruma olduğundan emindiler. Ancak radyasyon miktarının büyük ölçüde gezegeni kaplayan atmosferin kalınlığına göre belirlendiği keşfedildi.

Dünyadaki manyetik alan "kapatılırsa" radyasyon dozu yalnızca iki katına çıkacaktır. Bu çok fazla ama bizim için bile oldukça önemsiz bir etkisi olacak. Ve eğer manyetik alanı terk edip atmosferi toplam miktarının onda birine kadar çıkarırsanız, o zaman doz ölümcül olarak iki kat artacaktır. Korkunç kozmik radyasyon Dünyadaki her şeyi ve herkesi öldürecek. Güneşimiz sarı bir cüce yıldızdır ve etraflarındaki gezegenler, yaşanabilirlik için ana yarışmacılar olarak kabul edilir. Bu yıldızlar nispeten sönük, çok sayıda var, Evrenimizdeki toplam yıldız sayısının yaklaşık yüzde sekseni.

Uzay ve evrim

Teorisyenler, yaşama uygun bölgelerde bulunan sarı cücelerin yörüngesinde dönen bu tür gezegenlerin manyetik alanlarının çok daha zayıf olduğunu hesapladılar. Bu özellikle süper Dünyalar olarak adlandırılan, Dünyamızdan on kat daha büyük kütleye sahip büyük kayalık gezegenler için geçerlidir. Astrobiyologlar, zayıf manyetik alanların yaşanabilirlik şansını önemli ölçüde azalttığından emindi. Ve şimdi yeni keşifler, bunun insanların düşündüğü kadar büyük ölçekli bir sorun olmadığını gösteriyor. Önemli olan atmosfer olacaktır.

Bilim adamları, artan radyasyonun mevcut canlı organizmalar - hayvanlar ve çeşitli bitkiler üzerindeki etkisini kapsamlı bir şekilde inceliyorlar. Radyasyonla ilgili araştırmalar, onları düşükten aşırı seviyelere kadar çeşitli derecelerde radyasyona maruz bırakmayı ve ardından hayatta kalıp kalamayacaklarını ve hayatta kalırlarsa ne kadar farklı hissedeceklerini belirlemeyi içerir. Giderek artan radyasyondan etkilenen mikroorganizmalar, bize Dünya'da evrimin nasıl gerçekleştiğini gösterebilir. Bir zamanlar geleceğin insanını palmiye ağacından inip alanı incelemeye zorlayan kozmik ışınlar ve onların yüksek radyasyonuydu. Ve insanlık bir daha asla ağaçlara dönmeyecek.

Kozmik radyasyon 2017

Eylül 2017'nin başında tüm gezegenimiz büyük ölçüde alarma geçti. İki büyük karanlık nokta grubunun birleşmesinden sonra Güneş aniden tonlarca güneş materyali fırlattı. Ve bu emisyona, gezegenin manyetik alanının kelimenin tam anlamıyla yıpranmasına neden olan X sınıfı işaret fişekleri eşlik ediyordu. Bunu büyük bir manyetik fırtına takip etti ve birçok insanda hastalığa neden olmasının yanı sıra Dünya'da son derece nadir, neredeyse benzeri görülmemiş doğal olaylara neden oldu. Örneğin Moskova ve Novosibirsk yakınlarında, bu enlemlerde daha önce görülmemiş güçlü kuzey ışıklarının görüntüleri kaydedildi. Bununla birlikte, bu tür olayların güzelliği, gezegene kozmik radyasyonla nüfuz eden ve gerçekten tehlikeli olduğu ortaya çıkan ölümcül bir güneş patlamasının sonuçlarını gizlemedi.

Gücü maksimuma yakındı, X-9.3, burada harf sınıftır (son derece büyük flaş) ve sayı da flaş gücüdür (on üzerinden mümkün). Bu emisyonun yanı sıra uzay iletişim sistemlerinin ve gemideki tüm ekipmanların arızalanması tehlikesi de vardı. Astronotlar, kozmik ışınların taşıdığı bu korkunç kozmik radyasyon akışını özel bir barınakta beklemek zorunda kaldı. Bu iki gün boyunca iletişimin kalitesi, tam olarak uzaydan gelen yüklü parçacıkların akışının yönlendirildiği Avrupa ve Amerika'da önemli ölçüde kötüleşti. Parçacıkların Dünya yüzeyine ulaşmasından yaklaşık bir gün önce, her kıtada ve her ülkede duyulan kozmik radyasyona ilişkin bir uyarı yayınlandı.

Güneşin Gücü

Yıldızımızın çevredeki alana yaydığı enerji gerçekten muazzamdır. Birkaç dakika içinde, TNT eşdeğeri olarak hesaplanırsa milyarlarca megaton uzaya uçuyor. İnsanlık bu kadar enerjiyi şu anki oranlarda ancak bir milyon yıl içinde üretebilecek. Güneş'in saniyede yaydığı toplam enerjinin sadece beşte biri. Ve bu bizim küçük ve çok sıcak olmayan cücemiz! Güneşimizin yanında neredeyse görünmez bir kum tanesi gibi görüneceği diğer kozmik radyasyon kaynaklarının ne kadar yıkıcı enerji ürettiğini hayal ederseniz, başınız dönecek. İyi bir manyetik alanımız ve ölmemizi engelleyen mükemmel bir atmosfere sahip olmamız ne büyük bir nimet!

Uzaydaki radyoaktif radyasyon hiç bitmediği için insanlar her gün bu tür tehlikelere maruz kalıyor. Radyasyonun çoğu kara deliklerden ve yıldız kümelerinden bize geliyor. Büyük dozda radyasyonla öldürme yeteneğine sahip, küçük bir dozda ise bizi mutantlara dönüştürebiliyor. Ancak şunu da unutmamalıyız ki, Dünya'daki evrim bu tür akışlar sayesinde meydana geldi; radyasyon, DNA'nın yapısını bugün gördüğümüz duruma getirdi. Eğer bu “ilacı” uygularsak, yani yıldızların yaydığı radyasyon izin verilen seviyeleri aşarsa, süreçler geri döndürülemez olacaktır. Sonuçta canlılar mutasyona uğrarsa orijinal hallerine dönmezler; burada ters bir etki söz konusu değildir. Bu nedenle, Dünya'daki yeni doğmuş yaşamda mevcut olan canlı organizmaları bir daha asla göremeyeceğiz. Herhangi bir organizma çevrede meydana gelen değişikliklere uyum sağlamaya çalışır. Ya ölür ya da uyum sağlar. Ama geri dönüş yok.

ISS ve güneş patlaması

Güneş bize yüklü parçacıklardan oluşan bir akışla selamını gönderdiğinde, ISS Dünya ile yıldızın arasından geçiyordu. Patlama sırasında açığa çıkan yüksek enerjili protonlar, istasyon içerisinde tamamen istenmeyen bir arka plan radyasyonu yarattı. Bu parçacıklar kesinlikle herhangi bir uzay gemisine nüfuz eder. Ancak bu radyasyon, etkinin güçlü olması ancak onu devre dışı bırakamayacak kadar kısa olması nedeniyle uzay teknolojisini korudu. Ancak mürettebat tüm bu zaman boyunca özel bir barınakta saklanıyordu çünkü insan vücudu modern teknolojiye göre çok daha savunmasız. Tek bir parlama olmadı, bir seri halinde geldiler ve her şey 4 Eylül 2017'de, 6 Eylül'de aşırı bir emisyonla evreni sarsmak için başladı. Geçtiğimiz on iki yılda Dünya'da henüz daha güçlü bir akış gözlemlenmedi. Güneş'in fırlattığı plazma bulutu Dünya'yı planlanandan çok daha erken ele geçirdi, bu da akışın hızının ve gücünün beklenenin bir buçuk katını aştığı anlamına geliyor. Buna göre Dünya üzerindeki etki beklenenden çok daha güçlü oldu. Bulut, bilim adamlarımızın tüm hesaplamalarının on iki saat ilerisindeydi ve buna bağlı olarak gezegenin manyetik alanını daha fazla bozuyordu.

Manyetik fırtınanın gücünün beşte dördü, yani beklenenden on kat daha fazla olduğu ortaya çıktı. Kanada'da da Rusya'da olduğu gibi orta enlemlerde bile auroralar gözlemlendi. Dünya'da gezegensel bir manyetik fırtına meydana geldi. Uzayda neler olduğunu hayal edebilirsiniz! Radyasyon, orada var olanların en önemli tehlikesidir. Uzay aracı üst atmosferden çıkıp manyetik alanları çok aşağıda bırakır bırakmaz, bundan hemen korunmaya ihtiyaç vardır. Yüksüz ve yüklü parçacıkların akışları - radyasyon - sürekli olarak uzaya nüfuz eder. Güneş sistemindeki her gezegende aynı koşullar bizi bekliyor: Gezegenlerimizde manyetik alan ya da atmosfer yok.

Radyasyon türleri

Uzayda iyonlaştırıcı radyasyon en tehlikelisi olarak kabul edilir. Bunlar Güneş'ten gelen gama radyasyonu ve X ışınlarıdır, bunlar kromosferik güneş patlamalarından sonra uçan parçacıklardır, bunlar ekstragalaktik, galaktik ve güneş kozmik ışınları, güneş rüzgarı, radyasyon kuşaklarının protonları ve elektronları, alfa parçacıkları ve nötronlardır. İyonlaştırıcı olmayan radyasyon da var - bu Güneş'ten gelen ultraviyole ve kızılötesi radyasyon, bu elektromanyetik radyasyon ve görünür ışıktır. Bunlarda çok büyük bir tehlike yok. Biz atmosfer tarafından korunuyoruz, astronot ise uzay giysisi ve geminin derisi tarafından korunuyor.

İyonlaştırıcı radyasyon onarılamaz zararlara neden olur. Bu, insan vücudunda meydana gelen tüm yaşam süreçleri üzerinde zararlı bir etkidir. Yüksek enerjili bir parçacık veya foton, yolundaki bir maddeden geçtiğinde, bu maddeyle etkileşimi sonucu iyon adı verilen bir çift yüklü parçacık oluşturur. Bu, cansız maddeleri bile etkiler ve son derece uzmanlaşmış hücrelerin organizasyonu yenilenmeyi gerektirdiğinden, canlı madde en şiddetli tepkiyi verir ve bu süreç, organizma canlı olduğu sürece dinamik olarak gerçekleşir. Organizmanın evrimsel gelişim düzeyi ne kadar yüksek olursa, radyasyon hasarı da o kadar geri döndürülemez hale gelir.

Radyasyondan korunma

Bilim adamları, farmakoloji de dahil olmak üzere modern bilimin çeşitli alanlarında bu tür çareler arıyorlar. Şu ana kadar hiçbir ilaç etkili sonuç vermedi ve radyasyona maruz kalan insanlar ölmeye devam ediyor. Hayvanlar üzerinde hem dünyada hem de uzayda deneyler yapılıyor. Netleşen tek şey, herhangi bir ilacın bir kişi tarafından radyasyonun başlamasından önce değil, sonra alınması gerektiğiydi.

Ve bu tür ilaçların hepsinin zehirli olduğunu hesaba katarsak, radyasyonun etkilerine karşı mücadelenin henüz tek bir zafere yol açmadığını varsayabiliriz. Zamanında alınsalar bile farmakolojik ajanlar yalnızca gama radyasyonuna ve X ışınlarına karşı koruma sağlar, ancak protonlardan, alfa parçacıklarından ve hızlı nötronlardan gelen iyonlaştırıcı radyasyona karşı koruma sağlamaz.

Dünya üzerinde ortaya çıktıklarından beri tüm organizmalar sürekli radyasyona maruz kalarak var olmuş, gelişmiş ve evrimleşmiştir. Radyasyon rüzgar, gelgit, yağmur vb. ile aynı doğal olaydır.

Doğal arka plan radyasyonu (NBR), oluşumunun her aşamasında Dünya'da mevcuttu. Yaşamdan çok önce oradaydı ve sonra biyosfer ortaya çıktı. Radyoaktivite ve buna eşlik eden iyonlaştırıcı radyasyon, biyosferin mevcut durumunu, Dünyanın evrimini, Dünyadaki yaşamı ve Güneş Sisteminin elementel bileşimini etkileyen bir faktördü. Herhangi bir organizma, belirli bir alanın radyasyon arka plan karakteristiğine maruz kalır. 1940'lara kadar buna iki faktör neden oldu: hem belirli bir organizmanın habitatında hem de organizmanın kendisinde bulunan doğal kökenli radyonüklidlerin bozunması ve kozmik ışınlar.

Doğal (doğal) radyasyonun kaynakları, biyosferin tüm nesnelerinde doğal formda ve konsantrasyonda bulunan uzay ve doğal radyonüklitlerdir: toprak, su, hava, mineraller, canlı organizmalar vb. Etrafımızdaki nesnelerden herhangi biri ve mutlak anlamda kendimiz. kelimeler radyoaktiftir.

Dünyanın nüfusu ana radyasyon dozunu doğal radyasyon kaynaklarından alır. Çoğu öyledir ki, onlardan gelen radyasyona maruz kalmaktan kaçınmak kesinlikle imkansızdır. Dünya tarihi boyunca, uzaydan dünya yüzeyine farklı türde radyasyon nüfuz eder ve yer kabuğunda bulunan radyoaktif maddelerden gelir. Bir kişi radyasyona iki şekilde maruz kalır. Radyoaktif maddeler vücudun dışında olabilir ve onu dışarıdan ışınlayabilir (bu durumda harici ışınlamadan bahsediyoruz) veya kişinin soluduğu havaya, yiyecek veya suya karışarak vücudun içine girebilir (bu ışınlama yöntemi) dahili olarak adlandırılır).

Dünyanın herhangi bir sakini, doğal radyasyon kaynaklarından gelen radyasyona maruz kalır. Bu kısmen insanların nerede yaşadığına bağlıdır. Dünyanın bazı yerlerinde, özellikle de radyoaktif kayaların bulunduğu yerlerde radyasyon seviyeleri ortalamanın önemli ölçüde üzerindeyken, diğer yerlerde daha düşüktür. Karasal radyasyon kaynakları, insanların doğal radyasyon nedeniyle maruz kaldığı maruziyetin çoğundan kolektif olarak sorumludur. Ortalama olarak, esas olarak dahili maruziyet nedeniyle nüfusun aldığı yıllık etkin eşdeğer dozun 5/6'sından fazlasını sağlarlar. Geri kalanına esas olarak dış ışınlama yoluyla kozmik ışınlar katkıda bulunur.

Doğal radyasyonun arka planı kozmik radyasyon (%16) ve yer kabuğunda, yüzey havasında, toprakta, suda, bitkilerde, yiyeceklerde, hayvan ve insan organizmalarında (%84) bulunan, doğaya dağılmış radyonüklitlerin oluşturduğu radyasyondan oluşur. Teknolojik arka plan radyasyonu esas olarak kayaların işlenmesi ve hareketi, kömür, petrol, gaz ve diğer fosil yakıtların yakılmasının yanı sıra nükleer silah testleri ve nükleer enerji ile ilişkilidir.

Doğal arka plan radyasyonu, insan yaşamı üzerinde önemli bir etkiye sahip olan tamamlayıcı bir çevresel faktördür. Doğal arka plan radyasyonu dünyanın farklı bölgelerinde büyük farklılıklar gösterir. İnsan vücudundaki eşdeğer doz ortalama 2 mSv = 0,2 rem'dir. Evrimsel gelişim, doğal koşullarda insan, hayvan ve bitkilerin yaşamı için en uygun koşulların sağlandığını göstermektedir. Bu nedenle iyonlaştırıcı radyasyonun neden olduğu tehlikeleri değerlendirirken çeşitli kaynaklardan maruz kalmanın niteliğini ve seviyelerini bilmek kritik öneme sahiptir.

Radyonüklidler, diğer atomlar gibi, doğada belirli bileşikler oluşturduğundan ve kimyasal özelliklerine göre belirli minerallerin parçası olduğundan, doğal radyonüklidlerin yer kabuğundaki dağılımı eşit değildir. Yukarıda bahsedildiği gibi kozmik radyasyon da bir takım faktörlere bağlıdır ve birçok kez farklılık gösterebilir. Bu nedenle, doğal arka plan radyasyonu dünyanın farklı yerlerinde farklıdır. Bu, "normal radyasyon arka planı" kavramının konvansiyonuyla ilgilidir: deniz seviyesinden yükseldikçe kozmik radyasyon nedeniyle arka plan artar, granitlerin veya toryum açısından zengin kumların yüzeye çıktığı yerlerde arka plan radyasyonu da daha yüksektir. , ve benzeri. Bu nedenle, yalnızca belirli bir alan, bölge, ülke vb. için ortalama doğal radyasyon geçmişinden bahsedebiliriz.

Gezegenimizin bir sakininin yılda doğal kaynaklardan aldığı ortalama etkili doz 2,4 mSv .

Bu dozun yaklaşık 1/3'ü dış radyasyon (yaklaşık olarak eşit derecede uzaydan ve radyonüklidlerden) nedeniyle, 2/3'ü ise iç radyasyondan yani vücudumuzun içinde bulunan doğal radyonüklidlerden oluşur. Ortalama insana özgü aktivite yaklaşık 150 Bq/kg'dır. Deniz seviyesindeki doğal arka plan radyasyonu (dış maruz kalma) ortalama 0,09 μSv/saattir. Bu yaklaşık 10 µR/saat'e karşılık gelir.

Kozmik radyasyon uzaydan Dünya'ya düşen iyonlaştırıcı parçacıkların akışıdır. Kozmik radyasyonun bileşimi şunları içerir:

Kozmik radyasyon, kökenleri farklı olan üç bileşenden oluşur:

1) Dünyanın manyetik alanı tarafından yakalanan parçacıklardan gelen radyasyon;

2) galaktik kozmik radyasyon;

3) Güneş'ten gelen parçacık radyasyonu.

Dünyanın manyetik alanı tarafından yakalanan yüklü parçacıklardan gelen radyasyon - 1,2-8 Dünya yarıçapı mesafesinde, 1-500 MeV (esas olarak 50 MeV) enerjiye sahip protonlar, yaklaşık 0,1 enerjiye sahip elektronlar içeren radyasyon kuşakları vardır. -0,4 MeV ve az miktarda alfa parçacığı.

Birleştirmek. Galaktik kozmik ışınlar esas olarak protonlardan (%79) ve alfa parçacıklarından (%20) oluşur ve Evrendeki hidrojen ve helyum bolluğunu yansıtır. Ağır iyonlardan demir iyonları nispeten yüksek yoğunlukları ve büyük atom numaralarından dolayı en büyük öneme sahiptir.

Menşei. Galaktik kozmik ışınların kaynakları yıldız patlamaları, süpernova patlamaları, pulsar hızlanması, galaktik çekirdek patlamaları vb.'dir.

Yaşam süresi. Kozmik radyasyondaki parçacıkların ömrü yaklaşık 200 milyon yıldır. Parçacıkların hapsolması, yıldızlararası uzayın manyetik alanı nedeniyle meydana gelir.

Atmosfer ile etkileşim . Atmosfere giren kozmik ışınlar nitrojen, oksijen ve argon atomlarıyla etkileşime girer. Parçacıklar elektronlarla çekirdeklerden daha sık çarpışır, ancak yüksek enerjili parçacıklar çok az enerji kaybeder. Çekirdeklerle çarpışmalarda parçacıklar neredeyse her zaman akıştan çıkarılır, dolayısıyla birincil radyasyonun zayıflaması neredeyse tamamen nükleer reaksiyonlardan kaynaklanır.

Protonlar çekirdeklerle çarpıştığında, nötronlar ve protonlar çekirdeklerden dışarı atılır ve nükleer fisyon reaksiyonları meydana gelir. Ortaya çıkan ikincil parçacıklar önemli bir enerjiye sahiptir ve kendileri aynı nükleer reaksiyonları tetikler, yani geniş bir atmosferik duş adı verilen bir dizi reaksiyon oluşur. Tek bir yüksek enerjili ilkel parçacık, milyonlarca parçacık üreten ardışık on nesil reaksiyondan oluşan bir yağmur üretebilir.

Radyasyonun nükleer aktif bileşenini oluşturan yeni çekirdekler ve nükleonlar esas olarak atmosferin üst katmanlarında oluşur. Alt kısmında, nükleer çarpışmalar ve daha fazla iyonizasyon kayıpları nedeniyle çekirdeklerin ve protonların akışı önemli ölçüde zayıflıyor. Deniz seviyesinde doz oranının yalnızca yüzde birkaçını oluşturur.

Kozmojenik radyonüklidler

Atmosferde ve kısmen litosferde kozmik ışınların etkisi altında meydana gelen nükleer reaksiyonlar sonucunda radyoaktif çekirdekler oluşur. Bunlardan doz oluşumuna en büyük katkı (β-emitörler: 3 H (T 1/2 = 12,35 yıl), 14 C (T 1/2 = 5730 yıl), 22 Na (T 1/2 = 2,6) tarafından sağlanmaktadır. yıl) - Sunulan verilerden anlaşılacağı üzere, radyasyona en büyük katkıyı bir yetişkin gıdayla birlikte yılda ~ 95 kg karbon tüketmektedir.

X-ışını aralığına kadar elektromanyetik radyasyon, protonlar ve alfa parçacıklarından oluşan güneş radyasyonu;

Listelenen radyasyon türleri birincildir; atmosferin üst katmanlarıyla etkileşim nedeniyle yaklaşık 20 km yükseklikte neredeyse tamamen kaybolurlar. Bu durumda, Dünya yüzeyine ulaşan ve biyosferi (insanlar dahil) etkileyen ikincil kozmik radyasyon oluşur. İkincil radyasyon nötronları, protonları, mezonları, elektronları ve fotonları içerir.

Kozmik radyasyonun yoğunluğu bir dizi faktöre bağlıdır:

Galaktik radyasyon akışındaki değişiklikler,

Güneş etkinliği,

Coğrafi enlem,

Deniz seviyesinin üzerindeki rakımlar.

Yüksekliğe bağlı olarak kozmik radyasyonun yoğunluğu keskin bir şekilde artar.

Yer kabuğunun radyonüklidleri.

Gezegenimizin varlığı sırasında çürümeye vakti olmayan uzun ömürlü (milyarlarca yıllık yarı ömre sahip) izotoplar yer kabuğuna dağılmıştır. Muhtemelen Güneş Sistemindeki gezegenlerin oluşumuyla eş zamanlı olarak oluşmuşlardır (nispeten kısa ömürlü izotoplar tamamen çürümüştür). Bu izotoplara doğal radyoaktif maddeler denir; bu, insan müdahalesi olmadan oluşan ve sürekli olarak yeniden oluşanlar anlamına gelir. Çürüdükçe ara madde, aynı zamanda radyoaktif izotoplar oluştururlar.

Dış radyasyon kaynakları, Dünya'nın biyosferinde bulunan 60'tan fazla doğal radyonükliddir. Doğal radyoaktif elementler, Dünya'nın tüm kabuklarında ve çekirdeğinde nispeten küçük miktarlarda bulunur. Biyosferin radyoaktif elementleri insanlar için özellikle önemlidir; Dünya kabuğunun (lito, hidro ve atmosfer) mikroorganizmaların, bitkilerin, hayvanların ve insanların bulunduğu kısmı.

Milyarlarca yıl boyunca, kararsız atom çekirdeklerinde sürekli bir radyoaktif bozunma süreci yaşandı. Bunun sonucunda Dünya'nın madde ve kayalarının toplam radyoaktivitesi giderek azaldı. Nispeten kısa ömürlü izotoplar tamamen bozundu. Temel olarak yarı ömürleri milyarlarca yıl olarak ölçülen elementlerin yanı sıra, radyoaktif element aileleri olarak adlandırılan ardışık dönüşüm zincirlerini oluşturan nispeten kısa ömürlü radyoaktif bozunma ikincil ürünleri de korunmuştur. Yerkabuğunda doğal radyonüklidler az ya da çok eşit biçimde dağılmış ya da birikintiler halinde yoğunlaşmış olabilir.

Doğal (doğal) radyonüklidler üç gruba ayrılabilir:

Radyoaktif ailelere (seri) ait radyonüklidler,

Gezegenin oluşumu sırasında yer kabuğunun bir parçası haline gelen diğer (radyoaktif ailelere ait olmayan) radyonüklidler,

Kozmik radyasyonun etkisi altında oluşan radyonüklidler.

Dünyanın oluşumu sırasında radyonüklidler, kararlı nüklidlerle birlikte kabuğunun bir parçası haline geldi. Bu radyonüklitlerin çoğu radyoaktif ailelere (seri) aittir. Her seri, ana çekirdeğin bozunması sırasında oluşan çekirdeğin de sırayla bozunarak tekrar kararsız bir çekirdek oluşturduğu, vb. Bir dizi ardışık radyoaktif dönüşüm zincirini temsil eder. Böyle bir zincirin başlangıcı, oluşmamış bir radyonükliddir. başka bir radyonüklidden gelir, ancak doğdukları andan itibaren yer kabuğunda ve biyosferde bulunur. Bu radyonüklit ata olarak adlandırılır ve tüm aileye (seri) onun adı verilir. Toplamda doğada üç ata vardır - uranyum-235, uranyum-238 ve toryum-232 ve buna göre üç radyoaktif seri - iki uranyum ve toryum. Tüm seriler kararlı kurşun izotoplarıyla sona ermektedir.

Toryum en uzun yarı ömre sahiptir (14 milyar yıl), dolayısıyla Dünya'nın birikmesinden bu yana neredeyse tamamen korunmuştur. Uranyum-238 büyük ölçüde bozundu, uranyum-235'in büyük çoğunluğu bozundu ve izotop neptunyum-232 tamamen bozundu. Bu nedenle yer kabuğunda çok fazla toryum bulunur (uranyumdan neredeyse 20 kat daha fazla), uranyum-235 ise uranyum-238'den 140 kat daha azdır. Dördüncü ailenin atası (neptunyum) Dünya'nın birikmesinden bu yana tamamen parçalandığı için kayalarda neredeyse yok denecek kadar azdır. Neptunyum, uranyum cevherlerinde ihmal edilebilir miktarlarda bulunmuştur. Ancak kökeni ikincildir ve uranyum-238 çekirdeklerinin kozmik ışın nötronları tarafından bombardımanına bağlıdır. Neptunyum artık yapay nükleer reaksiyonlar kullanılarak üretiliyor. Bir ekolojist için bunun hiçbir önemi yoktur.

Yer kabuğunun yaklaşık %0,0003'ü (çeşitli kaynaklara göre %0,00025-0,0004) uranyumdur. Yani en sıradan toprağın 1 metreküpünde ortalama 5 gram uranyum bulunur. Bu miktarın binlerce kat daha fazla olduğu yerler var - bunlar uranyum yatakları. Bir metreküp deniz suyunda yaklaşık 1,5 mg uranyum bulunur. Bu doğal kimyasal element, her biri kendi radyoaktif serisinin kurucusu olan iki izotop -238U ve 235U ile temsil edilir. Doğal uranyumun büyük çoğunluğu (%99,3) uranyum-238'dir. Bu radyonüklit çok kararlıdır, bozunma olasılığı (yani alfa bozunması) çok küçüktür. Bu olasılık 4,5 milyar yıllık bir yarılanma ömrüyle karakterize edilir. Yani gezegenimizin oluşumundan bu yana miktarı yarı yarıya azaldı. Bundan da gezegenimizdeki arka plan radyasyonunun daha yüksek olduğu sonucu çıkıyor. Uranyum serisinin doğal radyonüklidlerini üreten radyoaktif dönüşüm zincirleri:

Radyoaktif seri hem uzun ömürlü radyonüklitleri (yani uzun yarı ömre sahip radyonüklidleri) hem de kısa ömürlü olanları içerir, ancak serideki tüm radyonüklidler, hızla bozunanlar bile doğada mevcuttur. Bunun nedeni, zamanla bir dengenin (“seküler denge” olarak adlandırılan) kurulmuş olmasıdır - her radyonüklidin bozunma hızı, oluşum hızına eşittir.

Gezegenin oluşumu sırasında yerkabuğuna giren ve uranyum ya da toryum serisine ait olmayan doğal radyonüklidler bulunmaktadır. Her şeyden önce potasyum-40'tır. Yer kabuğundaki 40 K içeriği yaklaşık %0,00027 (kütle), yarı ömrü 1,3 milyar yıldır. Kız nüklid kalsiyum-40 stabildir. Potasyum-40, bitkilerde ve canlı organizmalarda önemli miktarlarda bulunur ve insanlara verilen toplam iç radyasyon dozuna önemli bir katkı sağlar.

Doğal potasyum üç izotop içerir: potasyum-39, potasyum-40 ve potasyum-41; bunlardan yalnızca potasyum-40 radyoaktiftir. Bu üç izotopun doğadaki niceliksel oranı şu şekildedir: %93,08, %0,012 ve %6,91.

Potasyum-40 iki şekilde parçalanır. Atomlarının yaklaşık %88'i beta radyasyonuna maruz kalır ve kalsiyum-40 atomlarına dönüşür. K yakalaması yaşayan atomların geri kalan% 12'si argon-40 atomuna dönüşür. Kayaların ve minerallerin mutlak yaşını belirlemek için kullanılan potasyum-argon yöntemi, potasyum-40'ın bu özelliğine dayanmaktadır.

Doğal radyonüklitlerin üçüncü grubu kozmojenik radyonüklitlerden oluşur. Bu radyonüklidler, nükleer reaksiyonların bir sonucu olarak kararlı nüklidlerden gelen kozmik radyasyonun etkisi altında oluşur. Bunlar trityum, berilyum-7, karbon-14, sodyum-22'yi içerir. Örneğin, kozmik nötronların etkisi altında nitrojenden trityum ve karbon-14 oluşumunun nükleer reaksiyonları:

Karbon, doğal radyoizotoplar arasında özel bir yere sahiptir. Doğal karbon, aralarında karbon-12'nin çoğunlukta olduğu (%98,89) iki kararlı izotoptan oluşur. Geri kalanın neredeyse tamamı karbon-13'tür (%1,11).

Kararlı karbon izotoplarına ek olarak beş radyoaktif izotop daha bilinmektedir. Bunlardan dördünün (karbon-10, karbon-11, karbon-15 ve karbon-16) yarı ömürleri çok kısadır (saniyeler ve saniyenin kesirleri). Beşinci radyoizotop olan karbon-14'ün yarı ömrü 5.730 yıldır.

Doğada karbon-14 konsantrasyonu son derece düşüktür. Örneğin modern bitkilerde her 109 karbon-12 ve karbon-13 atomuna karşılık bu izotoptan bir atom bulunur. Ancak atom silahlarının ve nükleer teknolojinin gelişmesiyle birlikte karbon-14, yavaş nötronların atmosferik nitrojenle etkileşimi yoluyla yapay olarak üretiliyor, dolayısıyla miktarı sürekli artıyor.

Hangi arka planın “normal” kabul edildiğine ilişkin bazı görüşler vardır. Böylece kişi başına “gezegensel ortalama” yıllık etkin doz 2,4 mSv iken, birçok ülkede bu değer 7-9 mSv/yıl'dır. Yani, çok eski zamanlardan beri milyonlarca insan, istatistiksel ortalamanın birkaç katı daha yüksek doğal doz yükleri koşullarında yaşamıştır. Tıbbi araştırmalar ve demografik istatistikler, bu durumun onların hayatlarını hiçbir şekilde etkilemediğini ve onların sağlıkları veya yavrularının sağlığı üzerinde herhangi bir olumsuz etki yaratmadığını göstermektedir.

"Normal" doğal arka plan kavramının gelenekselliğinden bahsetmişken, gezegende doğal radyasyon seviyesinin istatistiksel ortalamayı yalnızca birkaç kez değil aynı zamanda onlarca kez aştığı bir dizi yeri de belirtebiliriz (tablo); on binlerce, yüzbinlerce insan bu etkiye maruz kalıyor. Ve bu aynı zamanda normdur, bu onların sağlığını da hiçbir şekilde etkilemez. Dahası, arka plan radyasyonunun arttığı birçok alan, yüzyıllardır kitle turizmi yerleri (deniz kıyıları) ve tanınmış tatil yerleri (Kafkas Maden Suları, Karlovy Vary, vb.) olmuştur.

Kozmik radyasyona karşı mücadelede bilim adamlarının Mars'ı nasıl keşfedeceklerini anlatan bir çizgi roman.

Astronotları radyasyondan korumak için ilaç tedavisi, genetik mühendisliği ve hazırda bekletme teknolojisi dahil olmak üzere gelecekteki araştırmalar için çeşitli yolları inceliyor. Yazarlar ayrıca radyasyonun ve yaşlanmanın vücudu benzer şekillerde öldürdüğünü belirtiyor ve biriyle mücadele yollarının diğerine karşı da işe yarayabileceğini öne sürüyorlar. Başlığında mücadele mottosu olan bir makale: Yaşasın radyodirenç! ("Yaşasın Radyasyon Direnci!") Oncotarget dergisinde yayınlandı.

“Uzay araştırmalarının rönesansı muhtemelen Mars'a ve derin uzaya ilk insanlı misyonlara yol açacak. Ancak artan kozmik radyasyon koşullarında hayatta kalabilmek için insanların dış etkenlere karşı daha dirençli hale gelmesi gerekecek. Bu makalede, gelişmiş radyo direnci, stres direnci ve yaşlanma direnci elde etmek için bir metodoloji öneriyoruz. Strateji üzerinde çalışırken Rusya'nın yanı sıra NASA, Avrupa Uzay Ajansı, Kanada Radyasyon Merkezi ve dünya çapında 25'ten fazla merkezden önde gelen bilim insanlarını bir araya getirdik. MIPT'de doçent olan Alexander Zhavoronkov, radyo-direnç teknolojilerinin Dünya'da da faydalı olacağını, özellikle de “yan etkinin” sağlıklı uzun ömür olması halinde” yorumunu yapıyor.

. " alt="Radyasyonun insanlığın uzayı fethetmesini ve Mars'ı kolonileştirmesini engellememesini sağlayacağız. Bilim adamları sayesinde Kızıl Gezegene uçacağız ve orada disko ve barbekü yapacağız. . " src="/sites/default/files/images_custom/2018/03/mars7.png">!}

Radyasyonun insanlığın uzayı fethetmesini ve Mars'ı kolonileştirmesini engellememesini sağlayacağız. Bilim adamları sayesinde Kızıl Gezegene uçacağız ve orada disko ve barbekü yapacağız .

Uzay insana karşı

“Kozmik ölçekte gezegenimiz kozmik radyasyondan iyi korunan küçük bir gemidir. Dünyanın manyetik alanı güneş ve galaktik yüklü parçacıkları saptırarak gezegenin yüzeyindeki radyasyon seviyesini önemli ölçüde azaltır. Uzun mesafeli uzay uçuşları ve çok zayıf manyetik alanlara sahip gezegenlerin (örneğin Mars) kolonizasyonu sırasında böyle bir koruma olmayacak ve astronotlar ve kolonistler sürekli olarak muazzam enerjiye sahip yüklü parçacık akışlarına maruz kalacaklar. Aslında insanlığın kozmik geleceği, bu sorunu nasıl aşacağımıza bağlı” diyor Rusya Bilimler Akademisi profesörü A. I. Burnazyan'ın adını taşıyan Federal Tıbbi Biyofizik Merkezi deneysel radyobiyoloji ve radyasyon tıbbı bölüm başkanı Andreyan Osipov, MIPT'de Yenilikçi İlaçların Geliştirilmesi Laboratuvarı çalışanı.

İnsan uzayın tehlikelerine karşı savunmasızdır: güneş radyasyonu, galaktik kozmik ışınlar, manyetik alanlar, Mars'ın radyoaktif ortamı, Dünya'nın radyasyon kuşağı, mikro yerçekimi (ağırlıksızlık).

İnsanlık ciddi şekilde gözünü Mars'ta koloni kurmaya dikti; SpaceX, insanları Kızıl Gezegene 2024 gibi erken bir tarihte teslim etmeyi vaat ediyor, ancak bazı önemli sorunlar hâlâ çözülmedi. Bu nedenle astronotlar için temel sağlık tehlikelerinden biri kozmik radyasyondur. İyonlaştırıcı radyasyon biyolojik moleküllere, özellikle de DNA'ya zarar verir ve bu da çeşitli bozukluklara yol açar: sinir sistemi, kardiyovasküler sistem ve esas olarak kanser. Bilim adamları güçlerini birleştirmeyi ve biyoteknolojideki en son gelişmeleri kullanarak insanın radyo direncini artırmayı, böylece derin uzayın enginliğini fethetmeyi ve diğer gezegenleri kolonileştirmeyi öneriyor.

İnsan savunması

Vücudun kendisini DNA hasarından koruma ve onarma yolları vardır. DNA'mız sürekli olarak doğal radyasyona ve normal hücresel solunum sırasında oluşan reaktif oksijen türlerine (ROS) maruz kalır. Ancak DNA onarıldığında, özellikle ciddi hasar durumlarında hatalar meydana gelebilir. DNA hasarının birikmesi yaşlanmanın ana nedenlerinden biri olarak kabul edilir, dolayısıyla radyasyon ve yaşlanma insanlığın benzer düşmanlarıdır. Ancak hücreler radyasyona uyum sağlayabilir. Küçük bir radyasyon dozunun zarar vermemekle kalmayıp aynı zamanda hücreleri daha yüksek dozlarla yüzleşmeye hazırladığı da gösterilmiştir. Şu anda uluslararası radyasyondan korunma standartları bunu dikkate almamaktadır. Son araştırmalar, belirli bir radyasyon eşiğinin bulunduğunu ve bu eşiğin altında "eğitimde zor, savaşta kolay" ilkesinin geçerli olduğunu ileri sürüyor. Makalenin yazarları, radyo uyarlanabilirlik mekanizmalarını hizmete almak için çalışmanın gerekli olduğuna inanıyor.

Radyorezistansı arttırmanın yolları: 1) gen terapisi, multipleks genetik mühendisliği, deneysel evrim; 2) biyobankacılık, rejeneratif teknolojiler, doku ve organ mühendisliği, uyarılmış hücre yenilenmesi, hücre terapisi; 3) radyo koruyucular, gero koruyucular, antioksidanlar; 4) hazırda bekletme; 5) döteryumlanmış organik bileşenler; 6) radyasyona dirençli kişilerin tıbbi seçimi.

MIPT'de Yaşam Süresi ve Yaşlanma Genetiği Laboratuvarı Başkanı, Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi, Biyolojik Bilimler Doktoru Alexey Moskalev şöyle açıklıyor: "Düşük dozda iyonlaştırıcı radyasyonun yaşam beklentisi üzerindeki etkilerine ilişkin uzun vadeli çalışmalarımız Model hayvanların deneyleri, küçük hasar verici etkilerin hücrelerin ve vücudun kendi savunma sistemlerini (DNA onarımı, ısı şoku proteinleri, cansız hücrelerin uzaklaştırılması, doğuştan gelen bağışıklık) uyarabildiğini göstermiştir. Ancak uzayda insanlar daha geniş ve daha tehlikeli radyasyon dozu aralığıyla karşılaşacak. Geroprotektörlerden oluşan geniş bir veritabanı biriktirdik. Edinilen bilgiler, birçoğunun rezerv yeteneklerini aktive etme ve stres direncini artırma mekanizmasıyla çalıştığını göstermektedir. Bu tür bir uyarımın gelecekteki uzay sömürgecilerine yardımcı olması muhtemeldir.”

Astronot Mühendisliği

Üstelik radyo direnci insanlar arasında farklılık gösteriyor: Bazıları radyasyona daha dayanıklı, bazıları ise daha az. Radyasyona dirençli bireylerin tıbbi seçimi, potansiyel adaylardan hücre örnekleri almayı ve bu hücrelerin radyoadaptivitesini kapsamlı bir şekilde analiz etmeyi içerir. Radyasyona en dayanıklı olanlar uzaya uçacak. Ayrıca arka plan radyasyonunun yüksek düzeyde olduğu bölgelerde yaşayan veya meslekleri nedeniyle buna maruz kalan kişiler üzerinde genom çapında çalışmalar yapmak mümkündür. Kansere ve diğer radyasyona bağlı hastalıklara daha az duyarlı insanların genomik farklılıkları gelecekte izole edilebilecek ve genom düzenleme gibi modern genetik mühendisliği yöntemleri kullanılarak astronotlara "aşılanacak".

Radyo direncini artırmak için genlerin eklenmesi gereken çeşitli seçenekler vardır. Birincisi, antioksidan genler, hücrelerin radyasyonun ürettiği reaktif oksijen türlerinden korunmasına yardımcı olacaktır. Çeşitli deney grupları bu tür transgenleri kullanarak radyasyona duyarlılığı azaltmayı başarıyla denedi. Ancak bu yöntem sizi doğrudan radyasyona maruz kalmaktan değil, yalnızca dolaylı maruziyetten kurtaracaktır.

DNA onarımından sorumlu proteinlere ait genleri tanıtabilirsiniz. Bu tür deneyler zaten yapıldı - bazı genler gerçekten yardımcı oldu ve bazıları genomik istikrarsızlığın artmasına neden oldu, bu nedenle bu alan yeni araştırmaları bekliyor.

Daha umut verici bir yöntem, radyokoruyucu transgenlerin kullanılmasıdır. Birçok organizma (tardigradlar gibi) yüksek derecede radyodirenç içerir ve bunun arkasında hangi genlerin ve moleküler mekanizmaların olduğunu bulursak, bunlar gen terapisi kullanılarak insanlara aktarılabilir. Tardigradların %50'sini öldürmek için insanlar için ölümcül olanın 1000 katı radyasyon dozuna ihtiyacınız var. Son zamanlarda, bu tür bir dayanıklılık için faktörlerden biri olduğuna inanılan bir protein keşfedildi - sözde hasar bastırıcı Dsup. İnsan hücre dizisiyle yapılan bir deneyde, Dsup geninin eklenmesinin hasarı %40 oranında azalttığı ortaya çıktı. Bu, geni insanları radyasyondan korumak için umut verici bir aday haline getiriyor.

Dövüşçünün İlk Yardım Çantası

Vücudun radyasyona karşı savunmasını artıran ilaçlara "radyo koruyucular" denir. Bugüne kadar FDA onaylı tek bir radyo koruyucu var. Ancak yaşlılık patolojilerinin süreçlerinde yer alan hücrelerdeki ana sinyal yolları aynı zamanda radyasyona verilen tepkilerde de rol oynar. Buna dayanarak, yaşlanma oranını azaltan ve yaşam beklentisini uzatan ilaçlar olan geroprotektörler aynı zamanda radyokoruyucu olarak da görev yapabilir. Geroprotectors.org ve DrugAge veritabanlarına göre 400'den fazla potansiyel geroprotektör var. Yazarlar, mevcut ilaçların gero-koruyucu ve radyo-koruyucu özellikler açısından gözden geçirilmesinin yararlı olacağına inanmaktadır.

İyonlaştırıcı radyasyon ayrıca reaktif oksijen türleri, redoks emiciler veya daha basit bir ifadeyle glutatyon, NAD ve onun öncüsü NMN gibi antioksidanlar yoluyla da etki gösterdiğinden, radyasyonla başa çıkmaya yardımcı olabilir. İkincisi, DNA hasarına verilen tepkide önemli bir rol oynuyor gibi görünmektedir ve bu nedenle radyasyona ve yaşlanmaya karşı koruma açısından büyük ilgi görmektedir.

Hazırda bekletme modundaki hipernasyon

İlk uzay uçuşlarının başlamasından kısa bir süre sonra, Sovyet uzay programının önde gelen tasarımcısı Sergei Korolev, Mars'a insanlı uçuş için iddialı bir proje geliştirmeye başladı. Onun fikri, mürettebatı uzun uzay yolculuğu sırasında kış uykusuna yatırmaktı. Hazırda bekletme sırasında vücuttaki tüm işlemler yavaşlar. Hayvanlarla yapılan deneyler, bu durumda aşırı faktörlere karşı direncin arttığını göstermektedir: düşük sıcaklıklar, öldürücü dozda radyasyon, aşırı yükler vb. SSCB'de Mars projesi Sergei Korolev'in ölümünden sonra kapatıldı. Ve şu anda Avrupa Uzay Ajansı, astronotların kış uykusuna yatma seçeneğini değerlendiren Mars ve Ay'a uçuşlar için Aurora projesi üzerinde çalışıyor. ESA, uzun süreli otomatik uçuşlar sırasında hazırda bekletme modunun daha fazla güvenlik sağlayacağına inanıyor. Uzayın gelecekteki kolonizasyonu hakkında konuşursak, o zaman "hazır" insanlardan oluşan bir nüfustan ziyade, dondurularak saklanmış bir germ hücresi bankasını taşımak ve radyasyondan korumak daha kolaydır. Ancak bu açıkça yakın gelecekte olmayacak ve belki de o zamana kadar insanların uzaydan korkmamasını sağlayacak kadar radyo koruma yöntemleri yeterince geliştirilecek.

Ağır top

Tüm organik bileşikler karbon-hidrojen bağları (C-H) içerir. Ancak hidrojen yerine hidrojenin daha ağır bir analoğu olan döteryum içeren bileşiklerin sentezlenmesi mümkündür. Kütlesinin daha büyük olması nedeniyle döteryumla olan bağların kırılması daha zordur. Ancak vücut hidrojenle çalışacak şekilde tasarlanmıştır, dolayısıyla çok fazla hidrojenin döteryumla değiştirilmesi kötü sonuçlara yol açabilir. Çeşitli organizmalarda döteryumlanmış su ilavesinin yaşam süresini uzattığı ve kanser önleyici etkilere sahip olduğu gösterilmiştir, ancak diyette %20'den fazla döteryumlanmış su toksik etkilere sahip olmaya başlar. Makalenin yazarları klinik öncesi araştırmaların yapılması ve bir güvenlik eşiğinin aranması gerektiğine inanıyor.

İlginç bir alternatif, hidrojeni değil karbonu daha ağır bir analogla değiştirmektir. 13C, 12C'den yalnızca %8 daha ağırdır, döteryum ise hidrojenden %100 daha ağırdır; bu tür değişiklikler vücut için daha az kritik olacaktır. Ancak bu yöntem, DNA bazlarını bir arada tutan N-H ve O-H bağlarının kopmasına karşı koruma sağlamayacaktır. Ayrıca 13 C'nin üretimi şu anda oldukça pahalıdır. Bununla birlikte, üretim maliyetleri azaltılabilirse, karbon değişimi, kozmik radyasyona karşı ilave insan koruması sağlayabilir.

“Uzay görevi katılımcılarının radyasyon güvenliği sorunu, tek bir bilim merkezi veya hatta bütün bir ülke çerçevesinde çözülemeyen çok karmaşık sorunlar sınıfına giriyor. Bu nedenle, bu sorunu çözmenin yollarına ilişkin vizyonlarını öğrenmek ve pekiştirmek için Rusya'nın ve dünyanın önde gelen merkezlerinden uzmanları bir araya getirmeye karar verdik. Özellikle makalenin Rus yazarları arasında FMBC'den adını taşıyan bilim adamları var. A.I. Burnazyan, Rusya Bilimler Akademisi Biyomedikal Sorunlar Enstitüsü, MIPT ve diğer dünyaca ünlü kurumlar. Proje üzerindeki çalışma sırasında, katılımcıların çoğu birbirleriyle ilk kez tanıştı ve şimdi başlattıkları ortak araştırmaya devam etmeyi planlıyorlar," diye bitiriyor proje koordinatörü, radyobiyolog ve hücresel sinyal yollarının analizinden sorumlu grubun başkanı Ivan Ozerov. Skolkovo girişimi Insilico'da.

Tasarımcı Elena Khavina, MIPT basın servisi