Was ist kosmische Strahlung – ist es gefährlich? – Definition

Kosmische Strahlung

Kosmische Strahlung bezieht sich auf Strahlungsquellen in Form von kosmischen Strahlen , die von der Sonne oder aus dem Weltraum kommen. Die Erde wurde schon immer von energiereichen Partikeln aus dem Weltraum bombardiert, die in der unteren Atmosphäre Sekundärpartikelschauer erzeugen. Geladene Teilchen (insbesondere hochenergetische Protonen) von der Sonne und dem Weltraum Interact mit der Atmosphäre der Erde und eine Magnetfeld zu erzeugen , Dusche von Strahlung (dh Luftdusche), typischerweise Beta und Gammastrahlung . Wenn Sie in höheren Lagen leben oder ein häufiger Fluggast sind, kann diese Exposition erheblich höher sein, da die Atmosphäre hier dünner ist. Die Auswirkungen des Erdmagnetfeldesbestimmt auch die Dosis aus der kosmischen Strahlung .

Dosisleistung am Boden

Die primäre kosmische Strahlung besteht aus einer Mischung von hochenergetischen Protonen (~ 87%), Alpha-Teilchen (~ 11%), hochenergetischen Elektronen (~ 1%) und einer Spur schwererer Kerne (~ 1%). Die Energie dieser Partikel liegt zwischen 10 ⁸ eV und 10 ²⁰ eV. Ein sehr kleiner Anteil sind stabile Antimaterieteilchen wie Positronen oder Antiprotonen . Die genaue Natur dieser verbleibenden Fraktion ist ein Bereich der aktiven Forschung.

In der Folge entstehen durch Wechselwirkungen zwischen Primärpartikeln und der Erdatmosphäre eine Vielzahl von Sekundärpartikeln , insbesondere Neutronen und geladene Pionen . Da es sich bei Pionen um kurzlebige subatomare Partikel handelt, entstehen beim anschließenden Zerfall der Pionen hochenergetische Myonen . In Bodennähe tragen die Myonen mit Energien, die meist zwischen 1 und 20 GeV liegen, etwa 75% zur absorbierten Dosisrate in freier Luft bei. Der Rest stammt von Elektronen, die von den Myonen erzeugt werden oder in der elektromagnetischen Kaskade vorhanden sind. Die jährliche Dosis der kosmischen Strahlung auf Meereshöhe beträgt etwa 0,27 mSv (27 mrem).

Dosisleistung während des Fluges

Während des Fluges sind wir mehr kosmischer Strahlung ausgesetzt als am Boden. Bei der maximalen Flughöhe (8,8 km oder 29.000 ft) kann es ungefähr 2,0 μSv / h (oder noch höhere Werte) erreichen. Eine Dosisrate von 4 μSv / h kann verwendet werden, um die durchschnittliche Dosisrate für alle Langstreckenflüge (aufgrund höherer Flughöhen) darzustellen. Es muss hinzugefügt werden, dass für Überschallflugzeuge wie die Concorde, die in 3,5 Stunden einen Transatlantikflug durchführen könnten, die Expositionsrate (ca. 9 μSv / h ) in ihrer Höhe von 18 km genug erhöht wurde, um die gleiche Exposition durch kosmische Strahlung per zu erzielen Kreuzung wie bei herkömmlichen Jets, die sich in einer Entfernung von ca. 8 km bewegen.

Kosmische Strahlung – Ist es gefährlich?

Wir müssen betonen, dass das Essen von Bananen, das Arbeiten als Flugbesatzung oder das Leben an Orten mit einer höheren jährlichen Dosisrate verbunden ist. Das heißt aber nicht, dass es gefährlich sein muss. In jedem Fall ist auch die Strahlungsintensität von Bedeutung. Es ist sehr ähnlich wie bei der Hitze eines Feuers (weniger energiereiche Strahlung). Wenn Sie zu nah dran sind, ist die Intensität der Wärmestrahlung hoch und Sie können sich verbrennen. Wenn Sie in der richtigen Entfernung sind, können Sie dort problemlos bestehen und es ist außerdem bequem. Wenn Sie zu weit von der Wärmequelle entfernt sind, kann Ihnen auch die unzureichende Wärme schaden. Diese Analogie kann in gewissem Sinne auch auf Strahlung von Strahlungsquellen angewendet werden.

Bei der Bestrahlung mit Bananen sprechen wir von so genannten „niedrigen Dosen“ . Niedrige Dosis bedeutet hier zusätzliche kleine Dosen, die mit der normalen Hintergrundstrahlung vergleichbar sind ( 10 µSv = durchschnittliche Tagesdosis, die vom natürlichen Hintergrund erhalten wird). Die Dosen sind sehr sehr niedrig und daher könnte die Wahrscheinlichkeit einer Krebsentstehung nahezu vernachlässigbar sein. Zweitens, und dies ist von entscheidender Bedeutung, muss noch die Wahrheit über die gesundheitlichen Auswirkungen niedrig dosierter Strahlen gefunden werden. Es ist nicht genau bekannt, ob diese niedrigen Strahlungsdosen schädlich oder vorteilhaft sind (und wo die Schwelle liegt). Regierung und Aufsichtsbehörden gehen von einem LNT-Modell anstelle einer Schwelle oder einer Hormese ausnicht weil es wissenschaftlich überzeugender ist, sondern weil es die konservativere Schätzung ist . Das Problem dieses Modells ist, dass es eine Reihe von verteidigungsbiologischen Prozessen vernachlässigt , die bei niedrigen Dosen von entscheidender Bedeutung sein können . Die Forschung in den letzten zwei Jahrzehnten ist sehr interessant und zeigt, dass geringe Strahlendosen bei niedriger Dosisrate die Abwehrmechanismen stimulieren . Daher wird das LNT-Modell nicht allgemein akzeptiert, da einige eine adaptive Dosis-Wirkungs-Beziehung vorschlagen, bei der niedrige Dosen schützend und hohe Dosen schädlich sind. Viele Studien haben dem LNT-Modell widersprochen, und viele von diesen haben eine adaptive Reaktion auf Strahlung mit niedriger Dosis gezeigt, die zu reduzierten Mutationen und Krebserkrankungen führt. Dieses Phänomen ist bekannt alsnStrahlungshormese .