ΓΕΩΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗ (b2)


(CYNECHEIA APO 5/6/17)

Επιδράσεις Κοσµικών Ακτινοβολιών σε Ανθρώπους: Τα ενεργητικά σωµατίδια µπορούν να αποτελέσουν πιθανό κίνδυνο για την υγεία, αφού προκαλούν βλάβες στα κύτταρα. Όταν ένα ενεργητικό σωµατίδιο προσπίπτει σε ένα κύτταρο θα αποδώσει µέρος της ενέργειας του αλληλεπιδρώντας µε τα ηλεκτρόνια των µορίων που αποτελούν το κύτταρων. Η συνέπεια αυτής της αλληλεπίδρασης εξαρτάται από το είδος και την ενέργεια του ενεργητικού σωµατιδίου (πρωτόνιο, ιόν, ηλεκτρόνιο, νετρόνιο, φωτόνιο). Οποιαδήποτε βλάβη προκληθεί στα µόρια, ειδικός το DNA, µπορεί να έχει µελλοντικές επιπτώσεις στο κύτταρο, όπως να επηρεάσει την ικανότητα να διαιρείται και να διατηρεί την δοµή του. Η δυσλειτουργία των κυττάρων µπορεί µε την σειρά της να επηρεάσει τον ιστό και τα όργανα, στα οποία ανήκουν.

• Η λειτουργία ενός κυττάρου που έχει υποστεί βλάβη είναι δυνατόν να αποκατασταθεί από µόνη της. Εάν αυτό δεν συµβεί το κύτταρο πεθαίνει. Εάν πεθαίνουν πολλά κύτταρα, το όργανο παύει να λειτουργεί σωστά.

• Εάν η αποκατάσταση δεν ολοκληρωθεί, το κύτταρο µπορεί να καταφέρει να διαιρεθεί κάποιες φορές, αλλά µπορεί να µεταφέρει ορισµένες βλάβες στα θυγατρικά κύτταρα. Η δυσλειτουργία πολλών θυγατρικών κυττάρων µπορεί να προκαλέσει σηµαντική ή και οριστική βλάβη του οργάνου.

Κύτταρα που έχουν υποστεί βλάβες και επιζούν αποτελούν πρόδροµο καρκινικών κυττάρων. Η κοσµική ακτινοβολία είναι υπεύθυνη για δύο τύπους βλαβών στους ζωντανούς οργανισµούς:

• Υψηλές δόσεις ακτινοβολίας αποτελούν άµεση απειλή για την υγεία ή ακόµα και την ζωή. Αυτός είναι ένας κίνδυνος που αφορά στις επανδρωµένες έξω από την γήινη µαγνητόσφαιρα. Τα γεγονότα ηλιακών ενεργητικών σωµατιδίων αποτελούν µεγάλη απειλή για τις πτήσεις στην Σελήνη ή τον Άρη. Το γεγονός της 4ης Αυγούστου 1972 συνέβη κατά την περίοδο των πτήσεων της αποστολής Απόλλων στην Σελήνη. Οι συνέπειες θα ήταν τραγικές αν ήταν σε εξέλιξη κάποια πτήση. Γι αυτό η ασφάλεια των αστροναυτών είναι θέµα µείζονος σηµασίας για µελλοντικές επανδρωµένες πτήσεις.

• Οι µικρές δόσεις ακτινοβολίας µπορεί να µην έχουν άµεσες και παρατηρήσιµες επιπτώσεις αλλά συνδέονται µε κινδύνους που εκδηλώνονται µακροπρόθεσµα. Τέτοιους κινδύνους αντιµετωπίζουν τα πληρώµατα των διαστηµικών αποστολών ακόµα και αεροσκαφών που πραγµατοποιούν συχνά ταξίδια σε περιοχές της γήινης ατµόσφαιρας όπου είναι εκτεθειµένα σε υψηλές δόσεις ακτινοβολίας, όπως για παράδειγµα οι πολικές περιοχές.

Ραδιενεργές δόσεις λόγω κοσµικών ακτίνων

Οι επιδράσεις στην υγεία που προκαλούνται από έκθεση σε ακτινοβολία εξαρτώνται από το ποσό ενέργειας που απορροφάται από τον ιστό (όσο πιο ισχυρή είναι η ροή των σωµατιδίων τόσο περισσότερη ενέργεια εναποτίθεται), καθώς επίσης και από το είδος των σωµατιδίων, την ενέργεια τους και το συγκεκριµένο όργανο. Για παράδειγµα οι ακτίνες – Χ αποδίδουν ενέργεια σε ένα δεδοµένο όγκο µε σχετικά οµοιόµορφο τρόπο, ενώ τα νετρόνια αποθέτουν την ενέργεια τους πιο εντοπισµένα αναλόγως µε τις πυρηνικές αλληλεπιδράσεις στους ιστούς. Τα νετρόνια µπορούν να προκαλέσουν οργανικές βλάβες πιο εύκολα απ’ ότι τα πρωτόνια υψηλής ενέργειας, τα ηλεκτρόνια ή οι ακτίνες γ. Η ακτινοβολία που λαµβάνει τα πληρώµατα διαστηµικών σταθµών και αεροσκαφών πρέπει να παρακολουθείται γιατί η έκθεση σε χαµηλής ενέργειας ακτινοβολίας είναι αθροιστική. Η µονάδα που χρησιµοποιείται για να µετρήσει την αθροιστική επίδραση εκτεταµένης έκθεσης σε ακτινοβολία σχετικά χαµηλής έντασης είναι το Sievert. Εκφράζει το σύνολο της ακτινοβολίας που έχει απορροφηθεί από διάφορα όργανα του οργανισµού µε συντελεστές βάρους που αφορούν (1) στο είδος του σωµατιδίου (µεγαλύτεροι συντελεστές για σωµατίδια άλφα και βαρείς πυρήνες, νετρόνια, πρωτόνια και τέλος φωτόνια και ηλεκτρόνια) και (2) το όργανο που έχει εκτεθεί στην ακτινοβολία προκειµένου να ληφθεί υπόψη η ευαισθησία του σε ιονίζουσες ακτινοβολίες.

Παραδείγµατα δόσεων ακτινοβολίας

• Η συνήθης δόση που οφείλεται στην δραστηριότητα της Γης είναι κατά µέσο όρο 2.4 mSv σε ένα χρόνο µε αρκετά µεγάλες διαφορές µεταξύ διαφόρων χωρών. Στο επίπεδο της θάλασσας η συνεισφορά των κοσµικών ακτίνων είναι 0.3 mSv.

• Η δόση ακτινοβολίας που λαµβάνεται κατά την διάρκεια ακτινογραφίας ποικίλει από 0.1 έως µερικές δεκάδες mSv, ανάλογα µε το είδος της ακτινογραφίας.

• Η τυπική δόση που λαµβάνεται κατά την διάρκεια ενός υπερατλαντικού ταξιδιού (Ευρώπη – Βόρεια Αµερική) από τις γαλαξιακές κοσµικές ακτίνες είναι 0.05 mSv. Μπορεί να αυξηθεί σηµαντικά από γεγονότα ηλιακών ενεργητικών σωµατιδίων (έχει παρατηρηθεί έως και 10σια αύξηση σε περιπτώσεις µέγιστης έκθεσης σε ένα γεγονός – αλλά αυτά τα γεγονότα είναι αρκετά σπάνια και σύντοµα έτσι ώστε να µην µπορούν να µεταβάλλουν σηµαντικά την ετήσια δόση). Πληρώµατα αεροσκαφών και άτοµα που ταξιδεύουν συχνά µπορούν να συσσωρεύσουν δόσεις µερικών mSv ετησίως.

• Οι αεροπορικές εταιρείες δεσµεύονται πλέον από τον νόµο να ελέγχουν ότι τα µέλη του πληρώµατος δεν λαµβάνουν, όπως και κάθε εργαζόµενος, δόση υψηλότερη από 100 mSv µέσα σε 5 χρόνια και ότι η µέγιστη ετήσια δόση δεν ξεπερνά τα 50 mSv. Σε περίπτωση εγκυµοσύνης η δόση δεν πρέπει να ξεπερνά το 1 mSv µέχρι το τέλος της εγκυµοσύνης αφού το έµβρυο είναι περισσότερο εκτεθειµένο στην ακτινοβολία. • Ο µέγιστος ρυθµός δόσης ακτινοβολίας στο πείραµα MIR/Nausicaa είναι 2 mSv/h και παριστάνεται µε τον µεγάλο κύκλο στον χάρτη.

• Μια διαστηµική αποστολή στον Άρη συνδέεται µε δόση ακτινοβολίας γύρω στο 1 Sv που οφείλεται σε γαλαξιακές κοσµικές ακτίνες. Αυτό δεν περιλαµβάνει τις δόσεις από µεγάλα γεγονότα ηλιακών σωµατιδίων οι οποίες µπορεί να είναι αρκετά υψηλότερες ακόµα και θανατηφόρες εάν δεν έχουν ληφθεί κατάλληλα µέτρα προστασίας.

Αξίζει να σηµειώσουµε ότι επειδή η κλίµακα Sievert προσδιορίζει τον κίνδυνο που οφείλεται σε έκθεση σε ακτινοβολία χαµηλής ενέργειας (στοχαστικά φαινόµενα) δεν έχει νόηµα να µιλάµε για τιµές πάνω από 1 Sv

Εικόνα 5: Ο χάρτης δείχνει τις δόσεις ακτινοβολίας όπως µετρήθηκαν στον ρωσικό διαστηµικό σταθµό MIR µέσα στα πλαίσια του πειράµατος Nausicaa που πραγµατοποιήθηκε French Space Agency CNES κατά την διάρκεια έκθεσης σε αυξηµένη ακτινοβολία από ηλιακά ενεργητικά σωµατίδια τον Οκτώβριο 1989. Η διάµετρος του κύκλου µας δίνει το ρυθµό δόσης. Ο MIR, η τροχιά του οποίου βρίσκεται σε ύψος 420 km και έχει κλίση 51° σε σχέση µε τον ισηµερινό της Γης, περνά από τις πολικές περιοχές πάνω από τον Καναδά και τον Ειρηνικό ωκεανό νότια της Αυστραλίας. Οι δόσεις ακτινοβολίας που ελήφθησαν εκεί όπως φαίνεται από τις διαµέτρους των κύκλων είναι αρκετά υψηλότερες σε σχέση µε εκείνες που ελήφθησαν σε άλλα πλάτη µε εξαίρεση την περιοχή πάνω από τον νότιο Ατλαντικό ωκεανό όπου το µαγνητικό πεδίο είναι ασθενές. Εκεί, οι αυξηµένες δόσεις ακτινοβολίας δεν οφείλονται σε ηλιακά γεγονότα αλλά σε σωµατίδια που κινούνται µέσα στο µαγνητικό πεδίο της Γης.

Το ∆ιεθνές Κέντρο Λήψης & Επεξεργασίας ∆εδοµένων Πραγµατικού Χρόνου του Πανεπιστηµίου Αθηνών (http://cosray. phys.uoa.gr)

Λαµβάνοντας υπόψη τις παραπάνω εισηγήσεις καθώς και ότι τα σχετικιστικά ηλιακά σωµατίδια που έχουν την ιδιότητα να µεταφέρουν πληροφορία σχετικά µε τις ηλιακές και διαπλανητικές συνθήκες, καταγράφονται στη Γη πολύ νωρίτερα από ότι τα ενεργητικά σωµατίδια χαµηλής ή/και µέσης ενέργειας – τα οποία είναι και επικίνδυνα για τα διαστηµόπλοια και τα αεροπλάνα – ένα ∆ιεθνές Κέντρο Λήψης & Επεξεργασίας ∆εδοµένων, που παρέχει καταγραφή των µεταβολών της Κοσµικής ακτινοβολίας σε πραγµατικό χρόνο, δηµιουργήθηκε στο Πανεπιστήµιο Αθηνών το 2004 (Athens Neutron Monitor Data Processing Center – ANMODAP Center). Το κέντρο αυτό δηµιουργήθηκε µε σκοπό να κάνει εφικτή την χρήση του παγκόσµιου δικτύου µετρητών νετρονίων πραγµατικού χρόνου για την πρόγνωση του ∆ιαστηµικού καιρού. Ταυτόχρονα µε άλλα κέντρα (όπως του IZMIRAN της Ρωσίας και του BARTOL της Αµερικής) συλλέγει δεδοµένα µε σκοπό να ανιχνεύσει πιθανές απότοµες αλλαγές στις Κοσµικές ακτίνες οι οποίες και σχετίζονται µε γεωµαγνητικές µεταβολές.

Η φυσική ιδέα πίσω από την δηµιουργία του κέντρου αυτού, είναι ότι η πρόωρη επισήµανση των πρωτονικών γεγονότων που κατευθύνονται προς την Γη – από τους µετρητές νετρονίων – προσφέρει την δυνατότητα της προληπτικής πρόγνωσης των επικίνδυνων ροών σωµατιδίων και µπορεί να εξασφαλίσει ένα σήµα κινδύνου µε µικρό περιθώριο εσφαλµένης εκτίµησης. Το δίκτυο των µετρητών νετρονίων αποτελεί έναν ενιαίο πολυκατευθυντικό ανιχνευτή που χαρακτηρίζεται από αξιοσηµείωτη ακρίβεια και αποτελεί ένα σηµαντικό εργαλείο για την πρόβλεψη της άφιξης διαπλανητικών µεταβολών στη Γη (Mavromichalaki H. et al.,2005a). Ειδικότερα, το κέντρο του Πανεπιστηµίου Αθηνών, παρέχει αξιόπιστα δεδοµένα αφού χρησιµοποιεί ανεξάρτητους αλγόριθµους για την ταυτόχρονη λήψη δεδοµένων από είκοσι-τρεις διαφορετικούς σταθµούς µε περιοδικό πλάνο εργασιών καθορισµένης περιόδου που εισάγεται αυτόµατα ή/και χειροκίνητα. Αυτή η εφικτή και στατιστικά αποδεδειγµένη µέθοδος χρησιµοποιεί ολικές µετρήσεις σταθµών σε συσχέτιση προς τα δορυφορικά δεδοµένα των δορυφόρων ACE (Advanced Composition Explorer) και GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite) (Mavromichalaki H. et al., 2005b).

Εικόνα 6: Γραφικά αποτελέσµατα του ∆ιεθνούς ∆ικτύου Λήψης και Επεξεργασίας ∆εδοµένων του Πανεπιστηµίου Αθηνών σε πραγµατικό χρόνο (http://cosray.phys.uoa.gr)

Η Ευρωπαϊκή Βάση ∆εδοµένων Μετρητών Νετρονίων / Neutron Monitor Database (NMDB) (www.nmdb.eu)

H Ευρωπαϊκή Ένωση πρόσφατα υποστήριξε τη δηµιουργία µιας βάσης δεδοµένων µετρητών νετρονίων υψηλής ανάλυσης, σε πραγµατικό χρόνο (Neutron Monitor Database – NMDB) (Steigies, C.T., 2008). Η προσπάθεια αυτή περιελάµβανε µια ευρεία συνεργασία δώδεκα (12) χωρών ενώ η βάση που δηµιουργήθηκε περιλαµβάνει εκτός από δεδοµένα ευκρίνειας ενός λεπτού (1-min), από 23 σταθµούς καταµέτρησης κοσµικής ακτινοβολίας, που ανανεώνονται στη βάση σε πραγµατικό χρόνο (κάθε λεπτό), και δεδοµένα από σχεδόν όλους τους σταθµούς καταµέτρησης νετρονίων σε ολόκληρο τον κόσµο για τα τελευταία περίπου 50 χρόνια. Συνεπώς η βάση NMDB αποτελεί ουσιαστικό κοµµάτι της επιφερόµενης εξελικτικής επιστηµονικής ανάπτυξης τόσο σε Ευρωπαϊκό όσο και σε Παγκόσµιο επίπεδο. Επιπρόσθετα, η βάση NMDB, πέρα από την υλοποίησή της και την υιοθέτηση νέων τεχνολογίων είχε θέσει ως στόχους τόσο την δηµιουργία υπηρεσιών για κάθε ενδιαφερόµενο φορέα και πολίτη, όσο και την συνεχή παροχή γνώσεων µέσο της ιστοσελιδάς http://www.nmdb.eu/?q=node/310 η οποία και είναι µεταφρασµένη στα Ελληνικά.

Εικόνα 7: Η ιστοσελίδα εύρεσης και απεικόνησης δεδοµένων κοσµικής ακτινοβολίας (Neutron monitor data access tool – NEST) της βάσης NMDB

(ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ)

PAGAN 13ο Πανελλήνιο Συνέδριο της Ένωσης Ελλήνων Φυσικών Πάτρα, 17 – 21 Μαρτίου 2010 ΦΥΣΙΚΗ και ΑΝΘΡΩΠΟΣ ” Ερευνητικά α̟οτελέσµατα και τεχνολογίες για τη βελτίωση της ̟οιότητας ζωής”

About sooteris kyritsis

Job title: (f)PHELLOW OF SOPHIA Profession: RESEARCHER Company: ANTHROOPISMOS Favorite quote: "ITS TIME FOR KOSMOPOLITANS(=HELLINES) TO FLY IN SPACE." Interested in: Activity Partners, Friends Fashion: Classic Humor: Friendly Places lived: EN THE HIGHLANDS OF KOSMOS THROUGH THE DARKNESS OF AMENTHE
This entry was posted in NEWS FROM SYNPAN and tagged , , , , , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.