Chociaż na co dzień miewamy styczność z pewnymi dawkami promieniowania, w niektórych sytuacjach możemy być wystawieni na jego zwiększone ilości, które mogą być niekorzystne dla zdrowia. Mało kto zdaje sobie sprawę, że jedną z takich okazji stanowią długie loty samolotem. Są jednak sposoby, żeby to ryzyko ograniczać: wystarczy zainteresować się aktywnością Słońca i dokładną trasą lotu.
Ziemia jest nieustannie bombardowana przez poruszające się z dużą prędkością cząstki subatomowe. Wchodzą one w interakcje z polem magnetycznym i atmosferą naszej planety, generując promieniowanie kosmiczne. Przebywając na powierzchni ziemi, jesteśmy nieco mniej narażeni na jego wpływ, ale sytuacja zmienia się, kiedy podróżujemy samolotem. Szczególnie podczas lotów na wysokich pułapach i dużych szerokościach geograficznych zostajemy na nie wystawieni w znacznie większym stopniu.
Promieniowanie kosmiczne to głównie protony i jądra helu, które pochodzą spoza naszej galaktyki. Naukowcy od dawna spekulują, które z kosmicznych zdarzeń są ich właściwym źródłem - za prawdopodobne uznawano m.in. kolizje gwiazd, rozbłyski gamma, czarne dziury i supernowe. Jeszcze innym źródłem jest plazma wyrzucana przez nasze Słońce.
Kolizje cząstek w atmosferze
Subatomowe cząstki stanowiące promieniowanie mogą być zarówno wysoko- jak i niskoenergetyczne. Mogłyby z łatwością zniszczyć złożone formy życia na Ziemi, powodując uszkodzenia tkanek i DNA oraz chorobę popromienną. Przed tym jednak chroni nas całkiem skuteczna zapora, jaką jest ziemska magnetosfera. Jedynie promieniowanie kosmiczne o bardzo wysokiej energii przebija się przez nią, docierając do atmosfery naszej planety na szerokościach geograficznych zbliżonych do równika. Natomiast promieniowanie o niższej energii może osiągnąć polarne szerokości geograficzne.
W atmosferze te kosmiczne cząstki zderzają się z atomami azotu, tlenu i innymi, tworząc wysokoenergetyczne, niewidzialne, przenikające wszystko strumienie zjonizowanych cząstek, zwane promieniowaniem wtórnym. Ich oddziaływanie na obiekty przebywające na ziemi jest słabsze, bo zanim tam dotrą, kosmiczne cząstki muszą przejść dużą liczbę kolizji z atomami gazów tworzących powietrze. Natomiast wysoko w powietrzu ekspozycja na ich wpływ jest silniejsza, bo powietrze jest rzadsze.
Promieniowanie na co dzień
Promieniowanie kosmiczne może wpływać na ciało - powodować zmiany chemiczne w tkankach, zwiększając ryzyko rozwoju nowotworów i zaburzeń genetycznych.
To brzmi groźnie, ale trzeba pamiętać, że na co dzień dość regularnie mamy kontakt z niskimi dawkami promieniowania jonizującego, np. poprzez naturalnie występujące w ziemi substancje radioaktywne takie jak uran albo niektóre materiały budowlane czy zabiegi medyczne. W przeważającej większości przypadków nie wywołuje to zauważalnych skutków zdrowotnych.
Działanie promieniowania jonizującego, przyjętego w jakiejkolwiek formie, na organizm jest mierzone w siewertach (Sv) lub remach, przy czym 1 Sv to 100 remów. - Ocena ryzyka zdrowotnego opiera się na częstotliwości, czasie trwania i poziomie intensywności ekspozycji na promieniowanie - wyjaśnia major Alan Hale ze Szkoły Medycyny Kosmicznej w bazie Wright-Patterson US Air Force.
W powietrzu większa ekspozycja
Przeciętnie człowiek na Ziemi jest narażony na oddziaływanie promieniowania równe około 250 miliremów (mrem) rocznie. Około połowy tej dawki pochodzi ze sztucznych źródeł takich jak promieniowanie roentgenowskie, mammografia czy tomografia komputerowa, reszta - ze źródeł naturalnych, z czego promieniowanie kosmiczne stanowi około 9 proc.
Choć to ostatnie zjawisko w pewnym stopniu towarzyszy nam na co dzień, osoby często podróżujące samolotami, zwłaszcza na dalekich trasach, powinny zdawać sobie sprawę z tego, że są przez to bardziej narażone na jego wpływ. - Nie ma powodu do paniki, ale promieniowanie kosmiczne nie powinno być ignorowane - zaznacza Mike Lockwood profesor fizyki przestrzeni kosmicznej na Uniwersytecie Reading w Wielkiej Brytanii.
Obszary polarne – ryzykowne, ale korzystne
Dlatego jeśli ktoś musi często pokonywać w powietrzu duże odległości, warto, żeby się zorientował, czy ma możliwości wybrania trasy przelotu. Dlaczego to jest ważne? Ekspozycja na promieniowanie kosmiczne wzrasta na wyższych szerokościach geograficznych.
Naładowane cząstki są po prostu ściągane przez linie pola magnetycznego Ziemi w kierunku jej biegunów. I właśnie na wysokich szerokościach geograficznych jest im najłatwiej wniknąć w atmosferę.
Tymczasem operatorzy linii lotniczych również preferują szlaki prowadzące przez obszary polarne, ponieważ są krótsze, i mniej występuje tam wiatrów z przodu. Dzięki temu można skrócić czas podróży i zaoszczędzić paliwo. Przykładami takich rejsów są połączenia między USA a Europą (np. San Francisco - Paryż) czy Ameryką Południową a Australią (np. Santiago de Chile - Sydney).
Piloci i stewardesy chorują częściej?
O tym, że problem zwiększonej ekspozycji na promieniowanie kosmiczne jest realny, świadczy to, że w Stanach Zjednoczonych już w 1994 r. piloci i stewardesy zostali oficjalnie uznani przez Federal Aviation Administration za "pracowników promieniowania". Agencja nie mierzy jednak dokładnie dawek promieniowania, na jakie są narażeni, ani nie ustala jego bezpiecznych limitów.
Nie ma tez zbyt wielu badań nad zdrowotnymi skutkami ekspozycji na promieniowanie jonizujące u pracowników lotnictwa. W 2002 r. skandynawscy naukowcy po przeanalizowaniu danych od 10 tys. pilotów z 17 lat stwierdzili w tej grupie większą tendencję do rozwoju czerniaka i raka prostaty.
Z kolei badania włosko-japońskiego zespołu z 2006 r. wśród pracownic załóg samolotów wykazały zwiększoną zachorowalność na raka piersi i czerniaka. Jednak w obu przypadkach pojawiały się wątpliwości co do tego, czy to skutki wyłącznie zwiększonego wpływu promieniowania, czy także innych czynników stylu życia.
Groźne burze słoneczne
Piloci i pracownicy pokładowi to jednak szczególna grupa, która wysoko w powietrzu spędza naprawę dużo czasu. Większość pasażerów natomiast według prof. Lockwooda ma znacznie mniejsze powody do obaw. - Chyba że regularnie przelatują nad biegunami - zaznacza naukowiec.
Jednak nawet ci, którym zdarzy się przekroczyć zalecane roczne limity, nie powinni od razu doświadczyć większych zdrowotnych problemów, bo zostały one ustalone poniżej poziomu, który może oznaczać realne dolegliwości.
Są jednak okresy, kiedy wpływ promieniowania kosmicznego się nasila - dzieje się tak podczas zwiększenia aktywności Słońca. Występujące wtedy koronalnych wyrzutów masy (CME) lub rozbłysków słonecznych w przestrzeń kosmiczną wystrzeliwane są strumienie wysokoenergetycznych protonów i elektronów, z których część szybko dociera do Ziemi.
Lepiej nie ryzykować drugiego razu
- Cząstki pochodzące ze zdarzeń słonecznych są trudne do oszacowania, ale będąc na wysokim pułapie podczas burzy słonecznej można przyjąć dużą ich dawkę. Nie ma badań określających faktyczny stopień ryzyka, ale raczej nikt by nie chciał, żeby przydarzyło mu się to dwukrotnie - twierdzi prof. Lockwood.
Według niego ludzi, których "złapała" w powietrzu burza słoneczna, powinno się o tym fakcie informować. - Nie byłoby mądre, żeby ryzykowali drugą taką ekspozycję - podkreśla naukowiec. - Dobrym pomysłem byłoby też wprowadzenie regularnych badań kontrolnych, jak w przypadku pracowników narażonych na promieniowanie - dodaje.
Kosmiczna pogoda zmienia trasy
Sprawdzanie pogody kosmicznej przed lotem nie jest na razie rozpowszechnionym zwyczajem pasażerów. Robią to za to przewoźnicy i zdarza się, że ze względu na prognozowany wzrost aktywności słonecznej zmieniają trasy lotów tak, aby przebiegały po niższych szerokościach geograficznych. Jednak niekoniecznie decyduje o tym troska o zdrowie załogi i pasażerów.
- Najważniejszym powodem jest to, ze energetyczne cząstki solarne powodują zanik transmisji radiowych - nie kryje prof. Lockwood.
Zmiana miejsca nie pomoże
Czy zatem pasażerowie mogą zrobić coś, aby we własnym zakresie ograniczać szkodliwy wpływ promieniowania jonizującego? Na pewno nie pomoże wybór konkretnego miejsca w samolocie czy pory doby. Na przepływ kosmicznych cząsteczek równomiernie narażona jest cała maszyna, zarówno w dzień, jak i w nocy.
Pojawiają się też pierwsze narzędzia do szacowania ryzyka zwiększonej ekspozycji na promieniowanie kosmiczne na określonych trasach. Online oferuje je np. instytu medyczny amerykańskiego nadzoru lotniczego (Civil Aerospace US Federal Aviation Administration Medical Institute). Eksperci uprzedzają jednak, że tego rodzaju obliczenia będą raczej szacunkowe i uproszczone.
Pomogą nowe obudowy?
Tych, którzy w powietrzu podróżują często, a poczuli się poważnie zaniepokojeni, mogą pocieszyć obecne tendencje w budowaniu samolotów. Linie lotnicze coraz częściej stawiają na używanie kompozytów na bazie włókien węglowych. Ich główne zalety to wytrzymałość i niewielka waga. Ale oprócz tego według fizyków stanowią znacznie lepsze zabezpieczenie przed promieniowaniem kosmicznym niż standardowo stosowane obecnie aluminium czy ogólnie metale.
Autor: js/rp / Źródło: bbc.com