Воздушные и космические путешественники постоянно подвергаются воздействию галактического космического излучения (GCR), которое представляет собой ионизирующее излучение от взрывающихся звезд.
Они также подвергаются воздействию солнечного космического излучения (SCR), которое является ионизирующим излучением от Солнца. К другим источникам ионизирующего излучения относятся:
- радиоактивный воздушный груз;
- радиоактивные вещества, выброшенные в атмосферу из взорванного ядерного оружия или из ядерного реактора в результате аварии или террористического акта, молнии и земные гамма-вспышки.
Излучение энергии при транспортировке
Энергия распространяется в виде субатомных частиц вещества (например, электронов, протонов, альфа-частиц) и фотонов, которые представляют собой пучки электромагнитной энергии (например, видимый свет, ультрафиолетовый свет, радиоволны, микроволны, гамма-излучение, рентгеновское излучение).
Ионизирующее излучение-это субатомная частица или фотон, достаточно энергичный, чтобы прямо или косвенно выбросить орбитальный электрон из атома. Фотоны и электрически заряженные частицы ионизируются непосредственно с помощью электромагнетизма.
Открытие рентгеновских лучей
Работая в темной комнате с трубкой в картонной коробке, Рентген обнаружил, что бумажная пластина, покрытая платиноцианидом бария (химическое вещество, которое флуоресцирует при воздействии ультрафиолетового света от Солнца), которая находилась вне коробки и на расстоянии 9 футов от трубки, излучала флуоресцентный свет, когда трубка была снабжена электрическим током.
Рентген пришел к выводу, что невидимое излучение из трубки, которое он назвал рентгеновскими лучами, проникло через стенку коробки и попало в платиноцианид бария. Он не мог отклонить излучение с помощью магнитного поля, и он обнаружил, что объекты на пути излучения показали переменную прозрачность. С помощью фотопластинки рентген использовал устройство, чтобы сделать снимок скелета руки своей жены.
Фосфоресценция
Антуан-Анри Беккерель в 1896 году открыл естественный источник ионизирующего излучения, исследуя фосфоресценцию. Он заметил, что фотопластинка, покрытая непрозрачной бумагой, запотевала, когда ее помещали рядом с сульфатом уранилкалия (солью урана). Беккерель показал, что в отличие от рентгеновских лучей излучение Урана может отличаться магнитным полем и поэтому состоит из заряженных частиц.
Первые измерения ионизирующего излучения
Теодор Вульф измерил уровни ионизирующего излучения с помощью электроскопа на дне и на вершине Эйфелевой башни (высота 300 м) и обнаружил, что уровни излучения на вершине башни были выше, чем на уровне земли.
В 1912 году Виктор Федорович Гесс измерял скорость ионизации с помощью электроскопа во время полетов на воздушном шаре. Он обнаружил, что на высоте 5 км скорость ионизации в несколько раз превышает скорость на уровне земли. Гесс пришел к выводу, что проникающая радиация попадает в атмосферу сверху. Это излучение теперь называется космическим излучением.
ДНК
Живое вещество состоит из молекул, состоящих из атомов, скрепленных электронными связями. Выброс орбитальных электронов может разрушить связи, которые объединяют атомы в молекулы. Особенно вреден для биологической системы распад молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
ДНК несет информацию, необходимую для функционирования и размножения организма. Неправильное восстановление ДНК, поврежденной ионизирующим излучением или свободными радикалами, вызванными ионизирующим излучением, может привести к раку.
Свободные радикалы и их особенности
Считается, что свободные радикалы также играют определенную роль в этиологии атеросклероза, ревматоидного артрита и других заболеваний. Свободный радикал-это электрически нейтральный атом или молекула, содержащая один или несколько неспаренных электронов в валентной оболочке, и это делает его очень реактивным.
Частицы ионизирующего излучения производят свободные радикалы, когда они вступают в реакцию с водой в клетках и с некоторыми клеточными компонентами. Видимый свет, ультрафиолетовый свет, радиоволны и микроволны являются неионизирующими излучениями.
Фотон неионизирующего излучения или субатомная частица, недостаточно энергичная для выброса орбитального электрона, может взаимодействовать с атомом посредством электронного возбуждения. Этот процесс заставляет орбитальный электрон подниматься на более высокий энергетический уровень.
Электрон, подвергшийся такому воздействию, находится на нестабильном энергетическом уровне и вскоре падает обратно на более стабильный уровень, высвобождая энергию в виде неионизирующих фотонов. Выпущенные фотоны включают тепловые фотоны и световые фотоны различных длин волн.
Северное сияние (северное полярное сияние) и австралийское сияние (южное полярное сияние) возникают в результате возбуждения атомов атмосферы заряженными частицами Солнца (солнечный ветер). Полярные сияния обычно сосредоточены над магнитными полюсами Земли, между 60 градусами и 70 градусами Северной и Южной географических широт.
Изредка, во время высокой солнечной активности их можно увидеть на более низких широтах. Также во время высокой солнечной активности некоторые частицы из внутреннего радиационного пояса Ван Аллена могут проникать в атмосферу и вносить свой вклад в проявление полярного сияния.
Доза ионизирующего излучения
Доза ионизирующего излучения - это количество энергии, поглощенной средой. Среда может быть человеческим телом или определенной тканью или органом в теле. Для количественной оценки поглощенной дозы и ее биологического воздействия используются различные термины.
Энергия, передаваемая среде, включает в себя энергию любого вторичного излучения, например, ядерных частиц, высвобождаемых из ядра, на которое воздействует нейтрон высокой энергии.
