La radiación cósmica se refiere a las fuentes de radiación en forma de rayos cósmicos que provienen del Sol o del espacio exterior. La tierra siempre ha sido bombardeada por partículas de alta energía que se originan en el espacio exterior y generan lluvias de partículas secundarias en la atmósfera inferior. Las partículas cargadas (especialmente los protones de alta energía) del sol y el espacio exterior interactúan con la atmósfera terrestre y el campo magnético para producir una lluvia de radiación (es decir, una ducha de aire), típicamente radiación beta y gamma . Si vive en elevaciones más altas o es un pasajero frecuente de una aerolínea, esta exposición puede ser significativamente mayor, ya que la atmósfera es más delgada aquí. Los efectos del campo magnético de la tierra.También determina la dosis de la radiación cósmica .
A nivel del suelo, los muones , con energías principalmente entre 1 y 20 GeV, contribuyen con aproximadamente el 75% de la tasa de dosis absorbida en el aire libre. El resto proviene de electrones producidos por los muones o presentes en la cascada electromagnética. La dosis anual de rayos cósmicos al nivel del mar es de alrededor de 0.27 mSv (27 mrem).
Composición de la radiación cósmica.
La radiación cósmica primaria consiste en una mezcla de protones de alta energía (~ 87%), partículas alfa (~ 11%), electrones de alta energía (~ 1%) y un rastro de núcleos más pesados (~ 1%). La energía de estas partículas oscila entre 10 8 eV y 10 20 eV. Una fracción muy pequeña son partículas estables de antimateria , como positrones o antiprotones . La naturaleza precisa de esta fracción restante es un área de investigación activa.
Posteriormente, se produce una gran cantidad de partículas secundarias , en particular, neutrones y piones cargados como resultado de las interacciones entre las partículas primarias y la atmósfera de la Tierra. Dado que los piones son partículas subatómicas de corta duración, la posterior descomposición de los piones resulta en la producción de muones de alta energía . A nivel del suelo, los muones , con energías principalmente entre 1 y 20 GeV, contribuyen con aproximadamente el 75% de la tasa de dosis absorbida en el aire libre. La tasa de dosis de la radiación cósmica varía en diferentes partes del mundo y depende en gran medida del campo geomagnético , la altitud y el ciclo solar.. La tasa de dosis de radiación cósmica en los aviones es tan alta que, según el Informe UNSCEAR 2000 de las Naciones Unidas, los trabajadores de la tripulación de vuelo de las aerolíneas reciben más dosis en promedio que cualquier otro trabajador, incluidos los de las centrales nucleares.
También tenemos que incluir los neutrones a nivel del suelo. Los rayos cósmicos interactúan con los núcleos en la atmósfera y producen también neutrones de alta energía . Según UNSCEAR, la fluidez de los neutrones es de 0.0123 cm -2 s –1 a nivel del mar para una latitud geomagnética de 45 N. En base a esto, la dosis anual efectiva de neutrones a nivel del mar y a 50 grados de latitud se estima en 0.08 mSv (8 mrem). Cabe destacar que, en la vecindad de objetos más pesados más grandes, por ejemplo, edificios o barcos, el flujo de neutrones mide más alto. Este efecto se conoce como «firma de neutrones inducida por rayos cósmicos» o » efecto de nave«Tal como se detectó por primera vez con barcos en el mar. Los rayos cósmicos crean lluvias en la atmósfera que incluyen un amplio espectro de neutrones, muones y protones secundarios. Los neutrones secundarios pueden ser de muy alta energía y pueden inducir eventos de espalación en materiales a nivel del suelo. Por lo tanto, en la vecindad de objetos más grandes y pesados, estos neutrones múltiples producidos en eventos de espalación se denominan neutrones de «efecto de barco» .
Tasa de dosis en avión – Radiación en vuelo
La exposición a la radiación cósmica aumenta rápidamente con la altitud. En vuelo hay dos fuentes principales de radiación natural a considerar: los rayos cósmicos galácticos que siempre están presentes y los eventos de protones solares, a veces llamados eventos de rayos cósmicos solares (SCR), que ocurren esporádicamente. La tasa de dosis de la radiación cósmica varía en diferentes partes del mundo y depende en gran medida del campo geomagnético, la altitud y el ciclo solar. El campo de radiación en las altitudes de los aviones consiste en neutrones, protones y piones. En vuelo, los neutrones aportan del 40 al 80% de la dosis equivalente., dependiendo del campo geomagnético, la altitud y el ciclo solar. La tasa de dosis de radiación cósmica en los aviones es tan alta (pero no peligrosa) que, según el Informe UNSCEAR 2000 de las Naciones Unidas, los trabajadores de la tripulación de vuelo de las aerolíneas reciben más dosis en promedio que cualquier otro trabajador, incluidos los de las centrales nucleares.
La tasa de dosis a nivel del suelo es en promedio de aproximadamente 0.10 μSv / h, pero a la altitud máxima de vuelo (8.8 km o 29,000 pies) puede alcanzar aproximadamente 2.0 μSv / h (o incluso valores más altos). Se puede usar una tasa de dosis de 4 μSv / h para representar la tasa de dosis promedio para todos los vuelos de larga distancia (debido a altitudes más altas). Debe agregarse, para aviones supersónicos como el Concorde, que podrían realizar un vuelo transatlántico en 3.5 horas, la tasa de exposición (aproximadamente 9 μSv / h ) a su altitud de 18 km se incrementó lo suficiente como para dar como resultado la misma exposición a rayos cósmicos por cruce como para chorros convencionales trunling a unos 8 km.
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