Таков концепт како сончевото зрачење стана познат многу одамна. Како што покажаа бројни студии, тој не е секогаш одговорен за зголемување на нивото на јонизација на воздухот.
Оваа статија е наменета за лица постари од 18 години
Дали веќе наполнивте 18 години?
Космичко зрачење: вистина или мит?
Космичките зраци се радијација произведена од експлозии супернова, а исто така и како последица на термонуклеарни реакции на Сонцето. Различна природапотеклото на зраците влијае и на нивните основни карактеристики. Космички зраци кои продираат од вселената надвор од нашата сончев системможе условно да се подели на два вида - галактички и меѓугалактички. Последниот вид останува најмалку проучен, бидејќи концентрацијата на примарното зрачење во него е минимална. Односно, меѓугалактичкото зрачење не е од особено значење, бидејќи е целосно неутрализирано во нашата атмосфера.
За жал, малку може да се каже за зраците што доаѓаат до нас од нашата галаксија наречена Млечен Пат. И покрај фактот дека нејзината големина надминува 10.000 светлосни години, какви било промени во полето на зрачење на едниот крај од галаксијата веднаш ќе одекнат на другиот.
Опасностите од зрачењето од вселената
Директното космичко зрачење е деструктивно за живиот организам, па затоа неговото влијание е исклучително опасно за луѓето. За среќа, нашата Земја е сигурно заштитена од овие вселенски вонземјани со густа купола од атмосферата. Служи како одлична заштита за целиот живот на земјата, бидејќи го неутрализира директното космичко зрачење. Но, не целосно. Кога ќе се судри со воздухот, се распаѓа на помали честички. јонизирачко зрачење, од кои секоја влегува во индивидуална реакција со своите атоми. Така, високо-енергетското зрачење од вселената е ослабено и формира секундарно зрачење. Во исто време, ја губи својата смртност - нивото на зрачење станува приближно исто како кај рендгенските зраци. Но, не плашете се - ова зрачење целосно исчезнува додека минува низ атмосферата на Земјата. Без оглед на изворите космички зраци, и колку и да се моќни, опасноста за личноста која се наоѓа на површината на нашата планета е минимална. Тоа може да предизвика само опиплива штета на астронаутите. Тие се изложени на директно космичко зрачење, бидејќи немаат природна заштита во форма на атмосфера.
Енергијата ослободена од космичките зраци првенствено влијае на магнетното поле на Земјата. Наполнетите јонизирачки честички буквално го бомбардираат и стануваат причина за најубавиот атмосферски феномен - . Но, тоа не е сè - радиоактивни честички, поради нивната природа, може да предизвикаат дефекти во различни електроника. И ако во минатиот век ова не предизвикуваше многу непријатности, во наше време тоа е многу сериозен проблем, бидејќи најважните аспекти на модерниот живот се врзани за електричната енергија.
Луѓето се исто така подложни на овие посетители од вселената, иако механизмот на дејство на космичките зраци е многу специфичен. Јонизираните честички (т.е. секундарното зрачење) влијаат на магнетното поле на Земјата, а со тоа предизвикуваат бури во атмосферата. Секој знае дека човечкото тело се состои од вода, која е многу подложна на магнетни вибрации. Така, космичкото зрачење влијае на кардиоваскуларниот систем и предизвикува лошо здравје кај луѓето чувствителни на временските услови. Ова, се разбира, е непријатно, но во никој случај не е фатално.
Што ја штити Земјата од сончево зрачење?
Сонцето е ѕвезда, во чии длабочини постојано се случуваат различни термонуклеарни реакции, кои се придружени со силни емисии на енергија. Овие наелектризирани честички се нарекуваат сончев ветер и имаат силно влијание на нашата Земја, поточно на нејзиното магнетно поле. Со него комуницираат јонизираните честички, кои ја формираат основата на сончевиот ветер.
Според најновото истражувањеНаучниците од целиот свет, плазма обвивката на нашата планета игра посебна улога во неутрализирањето на сончевиот ветер. Ова се случува на следниот начин: сончево зрачењесе судира со магнетното поле на Земјата и се распаѓа. Кога има премногу, плазма обвивката го зема ударот и се јавува процес на интеракција сличен на краток спој. Последица на таквата борба може да бидат пукнатини во заштитниот штит. Но, природата го обезбеди и тоа - струи на ладна плазма се издигнуваат од површината на Земјата и брзаат кон места со ослабена заштита. Така, магнетното поле на нашата планета го одразува ударот од вселената.
Но, вреди да се каже фактот дека сончевото зрачење, за разлика од космичкото зрачење, сè уште стигнува до Земјата. Во исто време, не треба залудно да се грижите, бидејќи во суштина ова е енергијата на Сонцето, кое треба да падне на површината на нашата планета во дисперзирана состојба. Така, ја загрева површината на Земјата и помага да се развие живот на неа. Така, вреди јасно да се направи разлика помеѓу различни видови зрачење, бидејќи некои од нив не само што немаат негативно влијание, но и неопходни за нормално функционирање на живите организми.
Сепак, не сите супстанции на Земјата се подеднакво подложни на сончево зрачење. Има површини кои го апсорбираат повеќе од другите. Тоа се, по правило, подлоги со минимално ниво на албедо (способност да се рефлектира сончевото зрачење) - земја, шума, песок.
Така, температурата на површината на Земјата, како и должината на дневните часови, директно зависи од тоа колку сончево зрачење се апсорбира од атмосферата. Би сакал да кажам дека најголемиот дел од енергијата сè уште стигнува до површината на нашата планета, бидејќи воздушен пликЗемјата служи како бариера само за зраците на инфрацрвениот спектар. Но, УВ зраците се само делумно неутрализирани, што доведува до одредени проблеми со кожата кај луѓето и животните.
Влијанието на сончевото зрачење врз човечкото тело
Кога се изложени на зраци од инфрацрвениот спектар на сончево зрачење, јасно се манифестира термички ефект. Промовира вазодилатација, го стимулира кардиоваскуларниот систем и го активира дишењето на кожата. Како резултат на тоа, главните системи на телото се опуштаат, а се зголемува производството на ендорфини (хормони на среќата), кои имаат аналгетско и антиинфламаторно дејство. Топлината влијае и на метаболичките процеси, активирајќи го метаболизмот.
Светлосното зрачење од сончевото зрачење има значаен фотохемиски ефект, кој се активира важни процесиво ткивата. Овој тип на сончево зрачење му овозможува на човекот да користи едно од најмногу важни системидопир на надворешниот свет - визија. Токму овие кванти треба да бидеме благодарни за тоа што гледаме сè во боја.
Важни фактори на влијание
Сончевото зрачење во инфрацрвениот спектар исто така ја стимулира мозочната активност и е одговорно за човековото ментално здравје. Исто така, важно е дека овој тип на сончева енергија влијае на нашите биолошки ритми, односно во фази активна работаи спиј.
Без светлосни честички, многу витални процеси би биле изложени на ризик, што може да доведе до развој на разни болести, вклучувајќи несоница и депресија. Исто така, со минимален контакт со сончево зрачење, способноста за работа на една личност е значително намалена, а повеќето процеси во телото се забавуваат.
УВ зрачењето е доста корисно за нашето тело, бидејќи предизвикува и имунолошки процеси, односно ја стимулира одбраната на телото. Потребен е и за производство на порфирит, аналог на растителниот хлорофил во нашата кожа. Сепак, вишокот УВ зраци може да предизвика изгореници, па затоа е многу важно да знаете како правилно да се заштитите од тоа во периодите на шпиц. соларна активност.
Како што можете да видите, придобивките од сончевото зрачење за нашето тело се непобитни. Многу луѓе се многу загрижени дали храната го апсорбира овој вид на зрачење и дали е опасно да се јаде загадена храна. Повторувам - сончева енергијанема врска со космички или атомско зрачење, што значи дека нема потреба да се плашите од тоа. И би било бесмислено да се избегне... Никој сè уште не барал начин да избега од Сонцето.
Текстот претставен подолу треба да се смета како лично мислење на авторот. Тој нема никакви тајни информации (или пристап до нив). Сè што е претставено е факти од отворени извори плус малку здрав разум („аналитика на каучот“, ако сакате).
Научната фантастика - сите тие бластери и клупи во вселената во малите борци со едно седиште - го научи човештвото сериозно да ја прецени добронамерноста на Универзумот кон топлите протеински организми. Ова е особено очигледно кога писателите на научна фантастика опишуваат патување на други планети. За жал, истражувањето на „вистинскиот простор“ наместо вообичаените неколку стотици „ками“ е заштитено магнетно полеЗемјиштето ќе биде потежок потфат отколку што просечниот човек замислуваше пред само една деценија.
Значи, тука е мојата главна поента. Психолошка климаа конфликтите во екипажот се далеку од главните проблеми со кои ќе се соочат луѓето кога организираат летови со екипаж до Марс.
Главниот проблем на лице кое патува надвор од магнетосферата на Земјата- проблем со големи букви„Р“.
Што е космичко зрачење и зошто не умираме од него на Земјата
Јонизирачкото зрачење во вселената (надвор од неколку стотини километри блиску до Земјата што луѓето всушност го совладале) се состои од два дела.
Зрачење од Сонцето.Ова е, пред сè, „сончевиот ветер“ - млаз честички што постојано „дува“ во сите правци од ѕвездата и што е исклучително добро за идните вселенски едрени бродови, бидејќи ќе им овозможи правилно да забрзаат за патување надвор од Сончевиот систем. Но, за живите суштества, главниот дел од овој ветер не е особено корисен. Одлично е што сме заштитени од тешко зрачење со дебел слој на атмосферата, јоносферата (онаа каде озонски дупки), а исто така и моќното магнетно поле на Земјата.
Покрај ветрот, кој се распрснува горе-долу рамномерно, нашата ѕвезда периодично пука и таканаречени соларни блесоци. Последните се исфрлање на короналната материја од Сонцето. Тие се толку сериозни што од време на време доведуваат до проблеми за луѓето и технологијата дури и на Земјата, каде што најзабавното, повторувам, е добро проверено.
Значи, ја имаме атмосферата и магнетното поле на планетата. Доста е веќе затвори простор, на оддалеченост од десет или две илјади километри од Земјата, сончев одблесокот (дури и слаб, само неколку Хирошими), кој ќе го погоди бродот, гарантирано ќе ја оневозможи неговата жива содржина без најмала шанса за преживување. Ние немаме апсолутно ништо да го спречиме ова денес - на сегашното ниво на развој на технологии и материјали. Поради ова и само поради оваа причина, човештвото ќе мора да го одложи повеќемесечното патување до Марс додека барем делумно не го решиме овој проблем. Исто така, ќе мора да го испланирате во периоди на најмирно сонце и многу да се молите на сите технички богови.
Космички зраци.Овие сеприсутни злобни работи носат огромно количество енергија (повеќе отколку што LHC може да пумпа во честичка). Тие доаѓаат од други делови на нашата галаксија. Влегувајќи во штитот на земјината атмосфера, таков зрак влегува во интеракција со неговите атоми и се распаѓа на десетици помалку енергични честички, кои каскадираат во потоци од уште помалку енергични (но и опасни) и како резултат на тоа, сета оваа раскош е пролеани како дожд од зрачење на површината на планетата. Приближно 15% од позадинското зрачење на Земјата доаѓа од посетители од вселената. Колку повисоко живеете над морското ниво, толку е поголема дозата што ја фаќате во текот на вашиот живот. И ова се случува околу часовникот.
Како училишна вежбаобидете се да замислите што ќе се случи со вселенскиот брод и неговата „жива содржина“ ако директно ги погоди таков зрак некаде во вселената. Дозволете ми да ве потсетам дека летот до Марс ќе трае неколку месеци, за ова ќе треба да се изгради тежок брод, а веројатноста за „контакт“ опишан погоре (или дури и повеќе од еден) е доста висока. За жал, едноставно е невозможно да се игнорира за време на долги летови со жив екипаж.
Што друго?
Покрај зрачењето што стигнува до Земјата од Сонцето, има и сончево зрачење кое магнетосферата на планетата го одбива, не дозволува и, што е најважно, го акумулира*. Запознајте ги читателите. Ова е зрачниот појас на Земјата (ERB). Познат е и како појас Ван Ален, како што го нарекуваат во странство. Астронаутите ќе мора да го надминат, како што велат, „со полна брзина“, за да не добијат смртоносна доза на зрачење за само неколку часа. Повторен контакт со овој појас - ако сме спротивни Здрав разумрешивме да ги вратиме астронаутите од Марс на Земјата - тоа лесно може да ги заврши.
*Значаен дел од честичките на појасот Ван Ален добиваат опасни брзини веќе во самиот појас. Тоа е, не само што не штити од зрачење однадвор, туку и го подобрува ова акумулирано зрачење.
Досега зборувавме за вселената. Но, не смееме да заборавиме дека Марс (за разлика од Земјата) нема речиси никакво магнетно поле**, а атмосферата е тенка и тенка, па затоа се изложени на овие негативни факторилуѓето нема да бидат само во лет.
**Добро, има малку- во близина на јужниот пол.
Оттука и заклучокот. Идните колонисти најверојатно нема да живеат на површината на планетата (како што ни беше прикажано во епскиот филм „Мисија на Марс“), туку длабоко во себе. под него.
Што да правам?
Пред сè, очигледно, не чувајте илузии дека сите овие проблеми ќе бидат решени брзо (во рок од десетина или две или три години). За да избегнеме смрт на екипажот од радијациона болест, или ќе мораме воопшто да не ги испраќаме таму и да истражуваме вселена со помош на паметни машини (патем, не е најглупавата одлука), или ќе мора да работиме многу напорно , затоа што ако сум во право, тогаш испраќањето луѓе на Марс со создавање постојана колонија таму е сосема невозможна задача за една земја (дури и САД, дури и Русија, дури и Кина) во следниот половина век, па дури и подолго. Еден брод за таква мисија ќе чини сума еквивалентна на изградбата и целосното одржување на неколку ISS (види подолу).
И да, заборавив да кажам: пионерите на Марс очигледно ќе бидат „бомбаши самоубијци“, бидејќи нема враќање, нема долг и удобен животна Марс, најверојатно ќе можеме да им ги обезбедиме во следниот половина век.
Како би можела теоретски да изгледа мисијата на Марс ако ги имаме сите ресурси и технологии на старата Земја? Споредете го она што е опишано подолу со она што го видовте култен филм„Марсовец“.
Мисија на Марс. Условно реална верзија
Прво,човештвото ќе мора да работи напорно и да изгради вселенски брод со големина на киклопи со моќна заштита од радијација, што може делумно да го компензира пеколното зрачење на екипажот надвор од магнетното поле на Земјата и да обезбеди испорака на повеќе или помалку живи колонисти на Марс - еден правец.
Како може да изгледа таков брод?
Ова е голем колос со дијаметар од десетици (или уште подобро стотици) метри, обезбеден со сопствено магнетно поле (суперспроводливи електромагнети) и извори на енергија за негово одржување (нуклеарни реактори). Огромните димензии на структурата овозможуваат да се наполни однатре со материјали што апсорбираат зрачење (на пример, може да биде оловна пена пластика или затворени контејнери со едноставна или „тешка“ вода), кои ќе треба да се транспортираат во орбитата со децении (!) и монтирана околу релативно мала капсула за одржување на животот, каде потоа ќе ги сместиме астронаутите.
Покрај неговата големина и високата цена, бродот на Марс мора да биде проклето сигурен и што е најважно, целосно автономен во однос на контролата. За да го избавите екипажот жив, најбезбедно би било да ги ставите во вештачка кома и малку да ги изладите (само неколку степени) за да ги забавите метаболичките процеси. Во оваа состојба, луѓето а) ќе бидат помалку чувствителни на зрачење, б) заземаат помалку простор и се поевтини за заштита од истото зрачење.
Очигледно, покрај бродот, потребна ни е вештачка интелигенција која може самоуверено да го испорача бродот во орбитата на Марс, да ги растовари колонистите на неговата површина без да се оштети себеси или товарот во процесот, а потоа, без учество на луѓе, да го врати астронаутите до свест (веќе на Марс). Сè уште немаме такви технологии, но постои надеж дека таквата вештачка интелигенција, и што е најважно политичките и економските ресурси за изградба на опишаниот брод, ќе се појават кај нас, да речеме, поблиску до средината на векот.
Добрата вест е дека марсовскиот „ферибот“ за колонистите може да биде повторно употреблив. Тој ќе мора да патува како шатл меѓу Земјата и крајната дестинација, доставувајќи пратки со „жив товар“ до колонијата за да ги замени луѓето што се откажале од „природна причина“. За да се испорача „нежив“ товар (храна, вода, воздух и опрема), не е особено потребна заштита од радијација, па затоа не е неопходно да се направи суперброд во камион на Марс. Потребен е исклучиво за испорака на колонисти и евентуално засадени семиња / млади фарми.
Второ,неопходно е однапред да се испрати опрема и резерви на вода, храна и кислород на Марс за екипаж од 6-12 лица за 12-15 години (земајќи ги предвид сите виша сила). Ова само по себе е нетривијален проблем, но да претпоставиме дека не сме ограничени во ресурси за да го решиме. Да претпоставиме дека војните и политичките немири на Земјата стивнаа, и мисија на МарсЦелата планета работи во дует.
Опремата што се фрла на Марс, како што требаше да претпоставите, е целосно автономен робот со вештачка интелигенцијаи се напојува со компактен нуклеарни реактори. Тие ќе мора методично, во текот на десет до една и пол година, прво да копаат длабок тунел под површината на црвената планета. Потоа - за уште неколку години - мала мрежа од тунели, во кои ќе треба да се влечат единици за одржување живот и залихи за идната експедиција, а потоа сето тоа херметички ќе се состави во автономно подмарсовско село.
Се чини дека живеалиштето налик на метро е оптимално решение од две причини. Прво, ги штити астронаутите од космичките зраци веќе на самиот Марс. Второ, поради преостанатата „марсотермална“ активност на подповршината на планетата, таа е за степен или два потопло од надвор. Ова ќе биде корисно за колонистите и за заштеда на енергија и за одгледување компири на сопствениот измет.
Дозволете ни да разјасниме важна точка: колонијата ќе треба да се изгради на јужната хемисфера, каде што сè уште има преостанат магнетно поле на планетата.
Идеално, астронаутите нема да мора воопшто да излегуваат на површината (тие или воопшто нема да го видат Марс „во живо“, или ќе го видат еднаш - за време на слетувањето). Целата работа на површината ќе треба да ја вршат роботи, чии акции колонистите ќе треба да ги насочуваат од нивниот бункер во текот на нивниот краток живот (дваесет години под среќна комбинација на околности).
Трето,треба да зборуваме за самата екипа и методите за нејзино избирање.
Идеалната шема за второто би била да се бара цела Земја за... генетски идентични (монозиготни) близнаци, од кои едниот штотуку се претворил во донатор на органи (на пример, „за среќа“ доживеал сообраќајна несреќа). Звучи крајно цинично, но не дозволувајте тоа да ве спречи да го прочитате текстот до крај.
Што ни дава близнак-донатор?
Мртов близнак му дава можност на својот брат (или сестра) да стане идеален колонист на Марс. Факт е дека црвената коскена срцевина на првата, испорачана на црвената планета во контејнер дополнително заштитен од радијација, може да се трансфузира во близнакот астронаут. Ова ги зголемува шансите да преживее од зрачење, акутна леукемија и други неволји што е многу веројатно да му се случат на колонистот во текот на годините на мисијата.
Значи, како изгледа процесот на скрининг за идните колонисти?
Избираме неколку милиони близнаци. Чекаме да се случи нешто со еден од нив и да му понудиме понуда на преостанатиот. Се регрутираат базен од, да речеме, сто илјади потенцијални кандидати. Сега, во рамките на овој базен, спроведуваме конечен избор за психолошка компатибилност и професионална соодветност.
Нормално, за да се прошири примерокот, астронаутите ќе треба да се избираат низ целата Земја, а не во една или две земји.
Секако, голема помош би била некоја технологија за идентификација на кандидати кои се особено отпорни на радијација. Познато е дека некои луѓе се многу поотпорни на радијација од другите. Сигурно може да се идентификува со користење на одредени генетски маркери. Ако ја надополниме идејата со близнаци со овој метод, заедно тие би требало значително да ја зголемат стапката на преживување на марсовските колонисти.
Дополнително, би било корисно да се научи како да се трансфузира коскена срцевина на луѓе со нулта гравитација. Ова не е единственото нешто што треба да се измисли специјално за овој проект, но, за среќа, сè уште имаме време, а ISS сè уште се дружи во орбитата на Земјата како конкретно за тестирање на такви технологии.
П.С. Морам конкретно да направам резервација дека не сум принципиелен противник на вселенското патување и верувам дека порано или подоцна „просторот ќе биде наш“. Единственото прашање е цената на овој успех, како и времето кое човештвото ќе го потроши за да се развие потребни технологии. Мислам под влијание научна фантастикаИ популарна култураМногумина од нас се прилично невнимателни во однос на разбирањето на тешкотиите што мора да се надминат на патот. За овој дел да биде малку поотрезнувачки« космо-оптимисти» и овој текст е напишан.
Во делови ќе ви кажам кои други опции ги имаме во врска со човечкото истражување на вселената на долг рок.
Orbit International вселенска станицаТој беше подигнат неколку пати, а сега неговата висина е повеќе од 400 километри. Ова беше направено со цел да се однесе летечката лабораторија подалеку од густите слоеви на атмосферата, каде што молекулите на гас сè уште значително го забавуваат летот и станицата ја губи висината. За да не се прилагодува орбитата премногу често, би било убаво станицата да се подигне уште повисоко, но тоа не може да се направи. Долниот (протонски) појас на зрачење започнува на приближно 500 km од Земјата. Долг лет во кој било од радијационите појаси (а има два од нив) ќе биде катастрофален за екипажот.
Космонаут-ликвидатор
Сепак, не може да се каже дека на висината на која моментално лета ISS, нема проблеми со радијациона сигурност. Прво, во јужниот атлантски регион постои таканаречената бразилска, или јужноатлантска, магнетна аномалија. Овде се чини дека магнетното поле на Земјата попушта, а со тоа и долниот појас на зрачење се појавува поблиску до површината. И ISS сè уште го допира, летајќи во оваа област.
Второ, на лицето во вселената му се заканува галактичко зрачење - поток на наелектризирани честички кои брзаат од сите правци и со огромна брзина, генерирани од експлозии на супернова или активност на пулсари, квазари и други аномални ѕвездени тела. Некои од овие честички се задржуваат од магнетното поле на Земјата (што е еден од факторите за формирање на радијациони појаси), додека другиот дел губи енергија при судири со молекулите на гасот во атмосферата. Нешто стигнува до површината на Земјата, така што мала радиоактивна позадина е присутна апсолутно насекаде на нашата планета. Во просек, човек кој живее на Земјата и не се занимава со извори на зрачење добива доза од 1 милисиверт (mSv) годишно. Астронаут на ISS заработува 0,5−0,7 mSv. Дневно!
Радијационите појаси на Земјата се региони на магнетосферата во кои се акумулираат високоенергетски наелектризирани честички. Внатрешниот појас се состои главно од протони, а надворешниот од електрони. Во 2012 година, друг појас беше откриен од сателитот на НАСА, кој се наоѓа помеѓу двата познати.
„Може да се направи интересна споредба“, вели Вјачеслав Шуршаков, раководител на одделот за радијациона безбедност на космонаутите на Институтот за медицински и биолошки проблеми на Руската академија на науките, кандидат за физички и математички науки. — Дозволената годишна доза за вработен во нуклеарна централа се смета за 20 mSv, што е 20 пати повеќе од она што го прима обичниот човек. За специјалистите за одговор при итни случаи, овие специјално обучени луѓе, максималната годишна доза е 200 mSv. Ова е веќе 200 пати повеќе во споредба со вообичаената доза и... речиси исто како она што го добива астронаутот откако ќе работи една година на ISS“.
Во моментов, медицината има воспоставено максимална граница на доза која не може да се надмине во текот на животот на една личност за да се избегне сериозни проблемисо здравје. Ова е 1000 mSv, или 1 Sv. Така, дури и работник во нуклеарна централа со своите стандарди може да работи тивко педесет години без да се грижи за ништо. Астронаутот ќе ја исцрпи својата граница за само пет години. Но, и по четири години летање и стекнување на неговите законски 800 mSv, веројатно нема да му биде дозволено нов лет со времетраење од една година, бидејќи ќе има закана да ја надмине границата.
„Друг фактор на опасност од радијација во вселената“, објаснува Вјачеслав Шуршаков, „е активноста на Сонцето, особено таканаречените емисии на протони. Во моментот на исфрлање кратко времеастронаут на ISS може да добие дополнителни 30 mSv. Добро е што настаните од сончевиот протон се случуваат ретко - 1-2 пати во текот на 11-годишниот циклус на сончевата активност. Лошата работа е што овие процеси се случуваат стохастично, по случаен редослед и тешко се предвидуваат. Не се сеќавам на такво нешто дека нашата наука однапред би биле предупредени за претстојното ослободување. Обично работите се поинакви. Дозиметрите на ISS наеднаш покажуваат зголемување на позадината, повикуваме соларни специјалисти и добиваме потврда: да, забележана е аномална активност на нашата ѕвезда. Токму поради таквите ненадејни настани од сончевиот протон никогаш не знаеме точно колкава доза ќе донесе астронаутот со себе од летот“.
Честички кои ве доведуваат до лудило
На Земјата ќе започнат проблемите со радијацијата за екипажите кои одат на Марс. Брод тежок 100 тони или повеќе ќе мора да забрзува долго време во ниската орбита на Земјата, а дел од оваа траекторија ќе помине во појасите на радијација. Ова веќе не се часови, туку денови и недели. Следно - излез надвор од магнетосферата и галактичкото зрачење во неговата исконска форма, многу тешки наелектризирани честички, чие влијание малку се чувствува под „чадорот“ на магнетното поле на Земјата.
„Проблемот е“, вели Вјачеслав Шуршаков, „дека ефектот на честичките врз критичните органи на човечкото тело (на пример, нервниот систем) е малку проучен денес. Можеби зрачењето ќе предизвика губење на меморијата кај астронаутот, ќе предизвика абнормални реакции на однесување и агресија. И многу е веројатно дека овие ефекти нема да бидат врзани за одредена доза. Сè додека не се акумулираат доволно податоци за постоењето на живи организми надвор од магнетното поле на Земјата, одењето на долгорочни вселенски експедиции е многу ризично.
Кога специјалистите за радијациона безбедност им сугерираат на дизајнерите вселенско леталоја зајакнуваат биосигурноста, тие одговараат со навидум целосно рационално прашање: „Што е проблемот? Дали некој од астронаутите умре од радијациона болест? За жал, дозите на зрачење што се добиваат на бродот не се ни ѕвездените бродови на иднината, туку познатиот ISS, иако се вклопуваат во стандардите, воопшто не се безопасни. Поради некоја причина, советските космонаути никогаш не се жалеа на видот - очигледно, тие се плашеа за нивните кариери, но американските податоци јасно покажуваат дека вселенското зрачење го зголемува ризикот од катаракта, заматување на леќите. Крвните студии на астронаутите покажуваат зголемување на хромозомските аберации во лимфоцитите по секоја лет во вселената, кој во медицината се смета за тумор маркер. Генерално, беше заклучено дека примањето на дозволена доза од 1 Sv во текот на животот го скратува животот во просек за три години.
Ризици од Месечината
Еден од „силните“ аргументи на поддржувачите на „лунарниот заговор“ е тврдењето дека преминувањето на радијационите појаси и престојот на Месечината, каде што нема магнетно поле, би предизвикало неизбежна смрт на астронаутите од радијациона болест. Американски астронаутиние всушност моравме да ги преминеме појасите на зрачење на Земјата - протон и електрон. Но, ова се случи во текот на само неколку часа, а дозите што ги добија екипажот на Аполо за време на мисиите се покажаа значајни, но споредливи со оние што ги добиваа долгогодишните жители на ISS. „Се разбира, Американците имаа среќа“, вели Вјачеслав Шуршаков, „бидејќи ниту еден настан од сончевиот протон не се случи за време на нивните летови. Да се случеше ова, астронаутите ќе примија сублетални дози - не 30 mSv, туку 3 Sv.
Намокрете ги крпите!
„Ние, експертите во областа на радијационата безбедност“, вели Вјачеслав Шуршаков, „инсистираме да се зајакне заштитата на екипите. На пример, на ISS најранливи се кабините на астронаутите, каде што се одмораат. Нема дополнителна маса, а само метален ѕид дебел неколку милиметри го дели човекот од вселената. Ако ја намалиме оваа бариера на воден еквивалент прифатен во радиологијата, тоа е само 1 cm вода. За споредба: земјината атмосфера, под која се засолнуваме од радијација, е еквивалентна на 10 m вода. Неодамна предложивме заштита на кабините на астронаутите со дополнителен слој на крпи и салфетки натопени со вода, што во голема мера би ги намалило ефектите од радијацијата. Се развиваат лекови за заштита од радијација, иако тие сè уште не се користат на ISS. Можеби во иднина, користејќи медицински методи и генетскиот инженерингќе можеме да го подобриме човечкото тело за неговите критични органи да бидат поотпорни на факторите на зрачење. Но, во секој случај, без блиско научно внимание на овој проблем на далечни вселенски летовиМожеш да заборавиш“.
Тамбовска регионална државна образовна институција
Општообразовен интернат со почетна обука за летање
именувана по М.М.Раскова
Есеј
„Космичко зрачење“
Заврши: ученик од 103 вод
Краснослободцев Алексеј
Раководител: Пеливан В.С.
Тамбов 2008 година
1. Вовед.
2. Што е космичко зрачење.
3. Како се појавува космичкото зрачење.
4. Влијание на космичкото зрачење врз луѓето и животната средина.
5. Средства за заштита од космичко зрачење.
6. Формирање на универзумот.
7. Заклучок.
8. Библиографија.
1. ВОВЕД
Човекот нема да остане вечно на земјата,
но во потрага по светлина и простор,
на почетокот срамежливо ќе продре подалеку
атмосфера, а потоа освои се
кружен глобален простор.
К. Циолковски
21 век е век на нанотехнологијата и огромните брзини. Нашиот живот тече непрестајно и неизбежно, и секој од нас се труди да биде во чекор со времето. Проблеми, проблеми, потрага по решенија, огромен проток на информации од сите страни... Како да се справите со сето ова, како да го најдете своето место во животот?
Ајде да се обидеме да застанеме и да размислиме...
Психолозите велат дека човекот може бесконечно да гледа на три работи: оган, вода и ѕвезденото небо. Навистина, небото отсекогаш го привлекувало човекот. Неверојатно е убаво на изгрејсонце и зајдисонце, изгледа бескрајно сино и длабоко во текот на денот. И, гледајќи во бестежинските облаци што летаат покрај нив, гледајќи го летот на птиците, сакате да се оттргнете од секојдневната врева, да се издигнете на небото и да ја почувствувате слободата на летот. А ѕвезденото небо во темна ноќ... колку е мистериозно и необјасниво убаво! И како сакам да го подигнам превезот на мистеријата. Во таквите моменти се чувствувате како мала честичка од огромен, застрашувачки, а сепак неодоливо мачен простор, кој се нарекува Универзум.
Што е универзумот? Како дојде до тоа? Што крие во себе, што ни подготви: „универзален ум“ и одговори на бројни прашања или смрт на човештвото?
Прашањата се појавуваат во бесконечен поток.
Простор... За обичен човектој изгледа недостижен. Но, сепак, неговото влијание врз личноста е постојано. Во голема мера, вселената беше таа што ги обезбеди условите на Земјата што доведе до појава на живот како што сме навикнати, а оттука и појава на самиот човек. Влијанието на просторот и денес во голема мера се чувствува. „Честичките на универзумот“ стигнуваат до нас заштитен слојатмосферата и влијае на благосостојбата на една личност, неговото здравје и процесите што се случуваат во неговото тело. Ова е за нас што живееме на земјата, но што можеме да кажеме за оние кои го истражуваат вселената.
Ме интересираше ова прашање: што е космичко зрачење и какво е неговото влијание врз луѓето?
Учам во интернат со почетна обука за летање. Кај нас доаѓаат момчиња кои сонуваат да го освојат небото. И тие веќе го направија првиот чекор кон остварување на својот сон, напуштајќи ги ѕидовите на нивниот дом и решија да дојдат во ова училиште, каде ги изучуваат основите на летот, дизајнот на авионите, каде што имаат можност секој ден да комуницираат со луѓе кои постојано се качувале на небото. Па дури и ако ова засега се само авиони, кои не можат целосно да ја надминат гравитацијата. Но, ова е само првиот чекор. Судбината и животниот пат на секој човек започнува со мал, срамежлив, неизвесен чекор на детето. Кој знае, можеби некој од нив ќе го направи вториот чекор, третиот... и ќе го совлада просторот авионии ќе се издигне до ѕвездите во безграничните пространства на Универзумот.
Затоа, ова прашање е доста релевантно и интересно за нас.
2. ШТО Е КОСМИЧКО ЗРАЧЕЊЕ?
Постоењето на космички зраци било откриено на почетокот на дваесеттиот век. Во 1912 година, австралискиот физичар В. Хес, додека се искачувал со балон, забележал дека празнењето на електроскоп на голема надморска височина се случува многу побрзо отколку на ниво на морето. Стана јасно дека јонизацијата на воздухот, која го отстрани празнењето од електроскопот, има вонземско потекло. Миликан беше првиот што ја направи оваа претпоставка, а токму тој му го даде на овој феномен модерното име - космичко зрачење.
Сега е утврдено дека примарното космичко зрачење се состои од стабилни честички високи енергии, летаат во најмногу различни насоки. Интензитетот на космичкото зрачење во регионот на Сончевиот систем во просек изнесува 2-4 честички на 1 cm 2 на 1 s. Се состои од:
- протони - 91%
- α-честички - 6,6%
- јадра на други потешки елементи - помалку од 1%
- електрони - 1,5%
- Х-зраци и гама зраци од космичко потекло
- сончево зрачење.
Примарните комични честички кои летаат од вселената комуницираат со атомските јадра горните слоевиатмосфера и формираат таканаречени секундарни космички зраци. Интензитетот на космичкиот зрак во близина магнетни половиЗемјата е приближно 1,5 пати поголема отколку на екваторот.
Просечната енергија на космичките честички е околу 10 4 MeV, а енергијата на поединечните честички е 10 12 MeV и повеќе.
3. КАКО НАСТАВУВА КОСМИЧКОТО ЗРАЧЕЊЕ?
Според современите концепти, главниот извор на високоенергетско космичко зрачење се експлозиите на супернова. Според податоците добиени со помош на орбиталата на НАСА Телескоп на Х-зрациДобиени се нови докази дека значително количество космичко зрачење кое постојано ја бомбардира Земјата е произведено од ударниот бран што се шири од експлозија на супернова, снимен во далечната 1572 година. Врз основа на набљудувањата од опсерваторијата за рендгенски зраци Чандра, остатоците од суперновата продолжуваат да се забрзуваат со брзина од повеќе од 10 милиони км/ч, создавајќи два ударни бранови придружени со масовно ослободување рендгенско зрачење. Покрај тоа, еден бран
се движи нанадвор во меѓуѕвездениот гас, а вториот
навнатре, кон центарот поранешна ѕвезда. Можете исто така да
тврдат дека значителен дел од енергијата
"внатрешна" ударен браноди да ги забрза атомските јадра до брзини блиску до светлината.
Високоенергетските честички доаѓаат кај нас од другите галаксии. Тие можат да постигнат такви енергии со забрзување во нехомогените магнетни полиња на Универзумот.
Природно, изворот на космичкото зрачење е и ѕвездата најблиску до нас - Сонцето. Сонцето периодично (за време на блесоци) испушта сончеви космички зраци, кои главно се состојат од протони и α-честички со мала енергија.
4. ВЛИЈАНИЕ НА КОСМИЧКОТО ЗРАЧЕЊЕ ВРЗ ЛУЃЕТО
И ОКОЛИНАТА
Резултатите од студијата спроведена од истражувачите од Универзитетот „Софија Антиполис“ во Ница покажуваат дека космичкото зрачење одиграло клучна улога во потеклото на биолошки животна земја. Одамна е познато дека аминокиселините можат да постојат во две форми - левак и деснак. Сепак, на Земјата, во основата на сите биолошки организми, еволуирале природно, се наоѓаат само левораки аминокиселини. Според вработените во универзитетот, причината треба да се бара во вселената. Таканареченото кружно поларизирано космичко зрачење ги уништи десните аминокиселини. Кружно поларизирана светлина е форма на зрачење поларизирано од космичките електромагнетни полиња. Ова зрачење се создава кога честичките од меѓуѕвездената прашина се наредени по линиите на магнетното поле што го пробиваат целиот околен простор. Кружно поларизирана светлина сочинува 17% од целокупното космичко зрачење каде било во вселената. Во зависност од насоката на поларизација, таквата светлина селективно разградува еден од видовите на амино киселини, што е потврдено со експеримент и резултатите од студијата на два метеорити.
Космичкото зрачење е еден од изворите на јонизирачко зрачење на Земјата.
Позадината на природното зрачење поради космичкото зрачење на морското ниво е 0,32 mSv годишно (3,4 μR на час). Космичкото зрачење сочинува само 1/6 од годишната ефективна еквивалентна доза што ја прима населението. Нивоата на радијација не се исти за различни области. Така, Северниот и Јужниот пол се поподложни на космичките зраци отколку екваторијалната зона, поради присуството на магнетно поле во близина на Земјата кое ги отклонува наелектризираните честички. Покрај тоа, колку сте повисоко од површината на земјата, толку е поинтензивно космичкото зрачење. Така, живеејќи во планински области и постојано користење на воздушен транспорт, изложени сме на дополнителен ризик од изложеност на радијација. Луѓето кои живеат над 2000 m надморска височина добиваат ефективна еквивалентна доза од космички зраци неколку пати поголема од оние кои живеат на ниво на морето. При искачување од височина од 4000 m ( максимална висинапрестој на луѓе) до 12.000 m (максималната надморска височина на превозот на патници), нивото на изложеност се зголемува за 25 пати. И за време на 7,5-часовен лет на конвенционален турбопропичен авион, добиената доза на зрачење е приближно 50 μSv. Севкупно, преку користење на воздушен транспорт, населението на Земјата добива доза на зрачење од околу 10.000 човек-Sv годишно, што е просечна по глава на жител во светот од околу 1 μSv годишно, а во Северна Америка приближно 10 μSv.
Јонизирачкото зрачење негативно влијае на здравјето на луѓето, ги нарушува виталните функции на живите организми:
· имајќи голема продорна способност, ги уништува најинтензивно делливите клетки на телото: коскената срцевина, дигестивниот тракт итн.
· предизвикува промени на генско ниво, што последователно доведува до мутации и појава на наследни болести.
· предизвикува интензивна поделба на малигните туморски клетки, што доведува до појава на рак.
доведува до промени во нервен системи работата на срцето.
· сексуалната функција е инхибирана.
· Предизвикува оштетување на видот.
Зрачењето од вселената влијае дури и на видот на пилотите на авиокомпаниите. Проучени се условите на видот на 445 мажи на возраст од околу 50 години, од кои 79 биле пилоти на авиокомпанија. Статистиката покажа дека за професионалните пилоти ризикот од развој на катаракта на јадрото на леќите е три пати поголем отколку кај претставниците на другите професии, а уште повеќе кај астронаутите.
Космичкото зрачење е еден од неповолните фактори за телото на астронаутите, чија важност постојано се зголемува како што се зголемува опсегот и времетраењето на летовите. Кога некое лице ќе се најде надвор од атмосферата на Земјата, каде што бомбардирањето од галактичките зраци, како и сончевите космички зраци, е многу посилно: околу 5 илјади јони можат да се втурнат низ неговото тело во секунда, способни да уништат. хемиски врскиво телото и предизвикуваат каскада од секундарни честички. Опасноста од изложување на зрачење на јонизирачко зрачење во мали дози се должи на зголемен ризик од рак и наследни болести. Најголемата опасност од меѓугалактичките зраци доаѓа од тешките наелектризирани честички.
Врз основа на биомедицинските истражувања и проценетите нивоа на радијација што постои во вселената, беа утврдени максималните дозволени дози на зрачење за астронаутите. Тие се 980 рем за стапалата, глуждовите и рацете, 700 рем за кожата, 200 рем за органите кои формираат крв и 200 рем за очите. Експерименталните резултати покажаа дека во услови на бестежинска состојба се зголемува влијанието на зрачењето. Доколку овие податоци се потврдат, тогаш опасноста од космичко зрачење за луѓето веројатно ќе биде поголема отколку што првично се мислеше.
Космичките зраци можат да влијаат на времето и климата на Земјата. Британските метеоролози докажаа дека облачното време се забележува во периоди на најголема активност на космичките зраци. Факт е дека кога космичките честички пукаат во атмосферата, тие генерираат широки „тушеви“ од наелектризирани и неутрални честички, што може да предизвика раст на капки во облаците и зголемување на облачноста.
Според истражувањето на Институтот за соларно-копнена физика, моментално е забележан аномален наплив на сончевата активност, чии причини не се познати. Сончевиот пламен е ослободување на енергија споредливо со експлозијата од неколку илјади водородни бомби. При особено силни епидемии електромагнетно зрачењеКога стигнува до Земјата, го менува магнетното поле на планетата - како да ја тресе, што влијае на благосостојбата на луѓето чувствителни на временските услови. Овие, според Светската здравствена организација, сочинуваат 15% од населението на планетата. Исто така, со висока сончева активност, микрофлората почнува поинтензивно да се размножува и се зголемува подложноста на една личност на многу заразни болести. Така, епидемиите на грип започнуваат 2,3 години пред максималната сончева активност или 2,3 години потоа.
Така, гледаме дека дури и мал дел од космичкото зрачење што стигнува до нас преку атмосферата може да има забележливо влијание врз човечкото тело и здравје, врз процесите што се случуваат во атмосферата. Една од хипотезите за потеклото на животот на Земјата сугерира дека космичките честички играат значајна улога во биолошките и хемиските процеси на нашата планета.
5. ЗНАЧИ ЗАШТИТА ОД КОСМИЧНО ЗРАЧЕЊЕ
Прашања со пенетрација
човек во вселената - еден вид судење
каменот на зрелоста на нашата наука.
Академик Н. Сисакјан.
И покрај фактот дека зрачењето на Универзумот може да доведе до потеклото на животот и појавата на човекот, за самиот човек во чиста форматоа е деструктивно.
Простор за живеењелицето е ограничено на многу малолетно
растојанија - ова е Земјата и неколку километри над нејзината површина. А потоа – „непријателски“ простор.
Но, бидејќи човекот не се откажува од обидот да навлезе во пространствата на Универзумот, туку сè поинтензивно ги совладува, се појави потребата да се создадат одредени средства за заштита од негативно влијаниепростор. Ова е од особено значење за астронаутите.
Спротивно на популарното верување, не заштитува магнетното поле на Земјата од нападот на космичките зраци, туку дебел слој од атмосферата, каде што има килограм воздух на секој cm2 површина. Затоа, при летање во атмосферата, космички протон, во просек, совладува само 1/14 од својата висина. Астронаутите се лишени од таква заштитна обвивка.
Како што покажуваат пресметките, намали ризикот оштетување од зрачењедо нула за време на летот во вселената е невозможно. Но, можете да го минимизирате. И тука најважна е пасивната заштита вселенски брод, односно нејзините ѕидови.
За да се намали ризикот од дозно оптоварување од соларникосмички зраци, нивната дебелина треба да биде најмалку 3-4 cm за лесни легури.Пластиката би можела да биде алтернатива на металите. На пример, полиетиленот, истиот материјал од кој се направени обичните торби за пазарење, блокира 20% повеќе космички зраци од алуминиумот. Засилениот полиетилен е 10 пати посилен од алуминиумот и во исто време полесен од „крилестиот метал“.
СО заштита од галактички космички зраци, поседувајќи гигантски енергии, сè е многу покомплицирано. Предложени се неколку начини за заштита на астронаутите од нив. Можете да создадете слој од заштитна супстанција околу бродотслично на земјината атмосфера. На пример, ако користите вода, која е неопходна во секој случај, ќе ви треба слој со дебелина од 5 m. Во овој случај, масата на резервоарот за вода ќе се приближи до 500 тони, што е многу. Можете исто така да користите етилен - солидна, за што не се потребни тенкови. Но и тогаш потребната маса би била најмалку 400 тони.Може да се користи течен водород. Ги блокира космичките зраци 2,5 пати подобро од алуминиумот. Точно, контејнерите за гориво би биле гломазни и тешки.
Беше предложено друга шема за заштита на луѓето во орбитата, што може да се нарече магнетно коло. Наполнетата честичка што се движи низ магнетно поле е делувана од сила насочена нормално на насоката на движење (силата на Лоренц). Во зависност од конфигурацијата на линиите на полето, честичката може да отстапува во речиси секоја насока или да влезе во кружна орбита, каде што ќе ротира бесконечно. За да се создаде такво поле, ќе бидат потребни магнети базирани на суперспроводливост. Таквиот систем ќе има маса од 9 тони, тој е многу полесен од заштитата на супстанции, но сепак тежок.
Поборниците на друга идеја предлагаат полнење на леталото со електрична енергија, ако напонот на надворешната кожа е 2 10 9 V, тогаш бродот ќе може да ги рефлектира сите протони на космичките зраци со енергии до 2 GeV. Но, електричното поле ќе се прошири на растојание од десетици илјади километри, а леталото ќе привлече електрони од овој огромен волумен. Тие ќе удрат во школка со енергија од 2 GeV и ќе се однесуваат на ист начин како космичките зраци.
„Облеката“ за вселенски прошетки на космонаутите надвор од леталото треба да биде цел систем за спасување:
мора да создаде потребната атмосфераза дишење и одржување на притисок;
· мора да обезбеди отстранување на топлината што ја создава човечкото тело;
· треба да штити од прегревање ако лицето е на сончева страна и од ладење ако е во сенка; разликата меѓу нив е повеќе од 100 0 C;
· заштита од заслепување со сончево зрачење;
· заштита од метеорски материи;
· мора да овозможи слободно движење.
Развојот на вселенскиот костум започна во 1959 година. Постојат неколку модификации на вселенски одела, тие постојано се менуваат и подобруваат, главно преку употреба на нови, понапредни материјали.
Вселенски костум- ова е сложен и скап уред, и ова е лесно да се разбере ако се запознаете со барањата презентирани, на пример, за вселенскиот костум на космонаутите Аполо. Овој вселенски костим мора да го заштити астронаутот од изложување на следните фактори:
Структура на полу-цврст скафандер (за простор)
Првиот вселенски костим за влегување отворен просторЛеонов беше крут, непопустлив, тежок околу 100 килограми, но неговите современици го сметаа за вистинско чудо на технологијата и „машина посложена од автомобил“.
Така, сите предлози за заштита на астронаутите од космичките зраци не се сигурни.
6. ОБРАЗОВАНИЕ НА Вселената
Да бидам искрен, не само што сакаме да знаеме
како е структурирана, но и, ако е можно, да се постигне целта
утопистички и смел по изглед - разберете зошто
природата е баш таква. Ова е
Прометејски елемент на научната креативност.
А. Ајнштајн.
Значи, космичкото зрачење ни доаѓа од безграничните пространства на Универзумот. Како настанал самиот универзум?
Токму Ајнштајн излезе со теоремата врз основа на која беа изнесени хипотезите за нејзиното појавување. Постојат неколку хипотези за формирање на универзумот. Во модерната космологија, двете најпопуларни се теоријата на Биг Бенг и теоријата на инфлација.
Модерните модели на Универзумот се засноваат на општа теоријарелативноста на А. Ајнштајн. Ајнштајновата равенка на гравитацијата нема едно, туку многу решенија, што го објаснува постоењето на многу космолошки модели.
Првиот модел беше развиен од А. Ајнштајн во 1917 година. Тој ги отфрли постулатите на Њутн за апсолутноста и бесконечноста на просторот и времето. Во согласност со овој модел, светскиот простор е хомоген и изотропен, материјата во него е рамномерно распоредена, гравитациското привлекување на маси се компензира со универзална космолошка одбивност. Постоењето на Универзумот е бесконечно, а просторот е неограничен, но конечен. Универзумот во космолошки моделАјнштајн е неподвижен, бесконечен во времето и неограничен во просторот.
Во 1922 година, рускиот математичар и геофизичар А.А. Фридман го отфрлил постулатот на неподвижност и добил решение за Ајнштајновата равенка, која го опишува Универзумот со „проширен“ простор. Во 1927 година, белгискиот игумен и научник J. Lemaitre врз основа астрономски набљудувањаго претстави концептот почетокот на Универзумот како супергуста состојбаи раѓањето на Универзумот како Биг Бенг. Во 1929 година, американскиот астроном Е. Проширувањето на универзумот се смета за научно утврден факт. Според пресметките на J. Lemaitre, радиусот на Универзумот во неговата првобитна состојба бил 10 -12 cm, што
блиску по големина до радиусот на електронот, и неговите
густината беше 10 96 g/cm 3 . Од
Од својата почетна состојба, Универзумот почна да се шири како резултат на големата експлозија. Тоа го предложи ученикот на А. А. Фридман, Г. А. Гамов температурата на супстанцијата по експлозијата била висока и паднала со проширувањето на Универзумот. Неговите пресметки покажаа дека Универзумот во својата еволуција минува низ одредени фази, при кои се јавува формирање на хемиски елементи и структури.
Хадронска ера(тешки честички кои влегуваат во силни интеракции). Времетраењето на ерата е 0,0001 s, температурата е 10 12 степени Келвини, густината е 10 14 g/cm 3. На крајот на ерата, се случува уништување на честички и античестички, но останува одреден број на протони, хиперони и мезони.
Ера на лептоните(влегуваат светлосни честички електромагнетна интеракција). Времетраењето на ерата е 10 секунди, температурата е 10 10 степени Келвин, густината е 10 4 g/cm 3. Главната улога ја играат лесните честички кои учествуваат во реакциите помеѓу протоните и неутроните.
Ера на фотони.Времетраење 1 милион години. Најголемиот дел од масата - енергијата на Универзумот - доаѓа од фотоните. До крајот на ерата, температурата паѓа од 10 10 на 3000 степени Келвини, густината - од 10 4 g / cm 3 на 1021 g / cm 3. Главната улога ја игра зрачењето, кое на крајот на ерата е одвоено од материјата.
Ѕвездена ерасе случува 1 милион години по раѓањето на Универзумот. За време на ѕвездената ера започнува процесот на формирање на протоѕвезди и протогалаксии.
Потоа се расплетува грандиозна слика за формирањето на структурата на Метагалаксијата.
Друга хипотеза е инфлацискиот модел на Универзумот, кој го разгледува создавањето на Универзумот. Идејата за создавање е поврзана со квантната космологија. Овој модел ја опишува еволуцијата на Универзумот, почнувајќи од моментот 10 -45 секунди по почетокот на проширувањето.
Според оваа хипотеза, космичката еволуција во раниот универзум поминува низ голем број фази. Почетокот на универзумоте дефинирана од теоретските физичари како состојба на квантна супергравитација со радиус на Универзумот од 10 -50 cm(за споредба: големината на атомот е дефинирана како 10 -8 cm, а големината атомско јадро 10-13 см). Главните настани во раниот универзум се случија во занемарливо мал временски период од 10-45 до 10-30 секунди.
Фаза на инфлација. Како резултат на квантен скок, Универзумот преминал во состојба на возбуден вакуум иво отсуство на материја и интензивно зрачење проширен според експоненцијален закон. Во овој период се создаде просторот и времето на самиот универзум. За време на периодот на инфлациската фаза која трае 10 -34 секунди, Универзумот се надувал од незамисливо мали квантни големини (10 -33) до незамисливо големи (10 1000000) cm, што е многу реда на големина поголема од големината на видливиот Универзум - 10 28 см Целиот овој почетен период во Универзумот не беше нема материја, нема зрачење.
Премин од инфлациска фаза во фаза на фотон.Состојбата на лажен вакуум се распадна, ослободената енергија отиде во раѓање на тешки честички и античестички, кои, по уништувањето, дадоа моќен блесок на зрачење (светлина) што го осветлува просторот.
Фаза на одвојување на материјата од зрачење: супстанцијата која останала по уништувањето станала транспарентна за зрачење, контактот помеѓу супстанцијата и зрачењето исчезнал. Зрачењето одвоено од материјата е модерно реликвија позадинае резидуален феномен од првичното зрачење кое настана по експлозијата на почетокот на формирањето на Универзумот. Последователно, развојот на Универзумот отиде во насока од наједноставната хомогена состојба до создавање на се повеќе и повеќе комплексни структури– атоми (на почетокот атоми на водород), галаксии, ѕвезди, планети, синтеза на тешки елементи во утробата на ѕвездите, вклучувајќи ги и оние неопходни за создавање на живот, појава на живот и, како круна на создавањето, човекот.
Разликата помеѓу фазите на еволуцијата на универзумот во инфлацискиот модел и моделот на Големата експлозијаОва се однесува само на почетната фаза од околу 10-30 секунди, тогаш нема фундаментални разлики помеѓу овие модели. Разлики во објаснувањето на механизмите на космичката еволуција поврзани со идеолошки ставови .
Првиот беше проблемот со почетокот и крајот на постоењето на Универзумот, чиешто препознавање се спротивстави на материјалистичките искази за вечноста, несоздавањето и неуништливоста итн. на времето и просторот.
Во 1965 година, американските теоретски физичари Пенроуз и С. Хокинг докажаа теорема според која во секој модел на Универзумот со проширување нужно мора да постои сингуларитет - прекин на временските линии во минатото, што може да се сфати како почеток на времето. . Истото важи и за ситуацијата кога проширувањето се заменува со компресија - тогаш ќе има прекин на временските линии во иднина - крајот на времето. Згора на тоа, точката во која започна компресијата се толкува како крај на времето - Големиот одвод, во кој течат не само галаксиите, туку и „настаните“ од целото минато на Универзумот.
Вториот проблем е поврзан со создавањето на светот од ништо.А.А. Фридман математички го заклучува моментот на почетокот на проширувањето на просторот со нула волумен, а во својата популарна книга „Светот како простор и време“, објавена во 1923 година, тој зборува за можноста „да се создаде светот од ништо. ” Обид да се реши проблемот со појавата на сè од ништо беше направен во 80-тите од американскиот физичар А. Гут и Советски физичарА. Линде. Енергијата на Универзумот, која е зачувана, беше поделена на гравитациски и негравитациски делови, имајќи различни знаци. И потоа вкупна енергијаУниверзумот ќе биде нула.
Најголемата тешкотија за научниците се јавува во објаснувањето на причините за космичката еволуција. Постојат два главни концепти кои ја објаснуваат еволуцијата на Универзумот: концептот на самоорганизација и концептот на креационизам.
За концептот на самоорганизирање, материјалниот универзум е единствената реалност и не постои друга реалност освен неа. Во овој случај, еволуцијата е опишана на следниов начин: постои спонтано подредување на системите во насока на формирање на сè покомплексни структури. Динамичниот хаос создава ред. Не постои цел за космичка еволуција.
Во рамките на концептот на креационизам, односно создавање, еволуцијата на Универзумот е поврзана со спроведување на програма одредена од реалноста повеќе висок ред, како материјален свет. Застапниците на креационизмот привлекуваат внимание на постоењето на насочен развој од едноставни системидо посложени и информатички интензивни при што се создадоа услови за појава на животот и човекот. Постоењето на универзумот во кој живееме зависи од нумеричките вредности на основните физички константи - Планкова константа, постојана гравитација итн. Нумерички вредностиОвие константи ги одредуваат главните карактеристики на Универзумот, големини на атомите, планетите, ѕвездите, густината на материјата и животниот век на Универзумот. Од ова се заклучува дека физичка структураУниверзумот е програмиран и насочен кон појавата на животот. Крајната цел на космичката еволуција е појавувањето на човекот во Универзумот во согласност со плановите на Создателот.
Друго нерешен проблем– понатамошната судбина на Универзумот. Дали ќе продолжи да се шири на неодредено време или овој процес ќе се промени по некое време и ќе започне фазата на компресија? Изборот помеѓу овие сценарија може да се направи ако податоците се на бруто тежинасупстанции во Универзумот (или неговата просечна густина), кои сè уште не се доволни.
Ако енергетската густина во Универзумот е мала, тогаш таа засекогаш ќе се прошири и постепено ќе се олади. Ако енергетската густина е поголема од одредена критична вредност, тогаш фазата на проширување ќе се замени со фаза на компресија. Универзумот ќе се намали во големина и ќе се загрее.
Модел на инфлацијапредвиде дека енергетската густина треба да биде критична. Сепак, астрофизичките набљудувања извршени пред 1998 година покажаа дека густината на енергијата е приближно 30% од критичната вредност. Но, откритијата од последните децении овозможија да се „пронајде“ енергијата што недостасува. Докажано е дека вакуумот има позитивна енергија (наречена темна енергија) и е рамномерно распоредена во вселената (што повторно докажува дека нема „невидливи“ честички во вакуум).
Денес, постојат многу повеќе опции за одговор на прашањето за иднината на Универзумот и тие значително зависат од тоа која теорија која ја објаснува скриената енергија е точна. Но, можеме недвосмислено да кажеме дека нашите потомци ќе го гледаат светот околу нас сосема поинаку од тебе и јас.
Постојат многу основани сомневања дека покрај предметите што ги гледаме во Универзумот, постојат и големо количествоскриена, но и со маса, а оваа „темна маса“ може да биде 10 или повеќе пати поголема од видливата.
Накратко, карактеристиките на Универзумот можат да се претстават во оваа форма.
Кратка биографијаУниверзум
Возраст: 13,7 милијарди години
Големина на забележливиот дел од универзумот:
13,7 милијарди светлосни години, приближно 10 28 см
Просечна густинасупстанции: 10 -29 g/cm 3
Тежина: повеќе од 10 50 тони
Тежина при раѓање:
според теоријата на Биг Бенг - бесконечна
според теоријата на инфлација - помалку од милиграм
Температура на универзумот:
во моментот на експлозијата – 10 27 К
модерно – 2,7 К
|
|
7. ЗАКЛУЧОК
Собирајќи информации за космичкото зрачење и неговото влијание врз околината, се уверив дека сè во светот е меѓусебно поврзано, сè тече и се менува, а ние постојано ги чувствуваме одгласите на далечното минато, почнувајќи од формирањето на Универзумот.
Честичките кои стигнале до нас од други галаксии носат со себе информации за далечните светови. Овие „вселенски вонземјани“ се способни да имаат значително влијание врз природата и биолошките процеси на нашата планета.
Сè е различно во вселената: Земјата и небото, зајдисонцата и изгрејсонцето, температурата и притисокот, брзините и растојанија. Голем дел од тоа ни изгледа неразбирливо.
Вселената сè уште не е наш пријател. Тој се соочува со човекот како вонземска и непријателска сила и секој астронаут, кој оди во орбитата, мора да биде подготвен да се бори против него. Ова е многу тешко и човек не секогаш излегува како победник. Но, колку е поскапа победата, толку е повредна.
Влијанието на вселената е доста тешко да се процени; од една страна, тоа доведе до појава на живот и, на крајот, го создаде самиот човек; од друга страна, ние сме принудени да се браниме од него. Во овој случај, очигледно е неопходно да се најде компромис и да се обидеме да не ја уништиме кревката рамнотежа која моментално постои.
Јуриј Гагарин, гледајќи ја Земјата за прв пат од вселената, извика: „Колку е мала! Мораме да ги запомниме овие зборови и да се грижиме за нашата планета со сета сила. На крајот на краиштата, можеме да влеземе во вселената само од Земјата.
8. БИБЛИОГРАФИЈА.
1. Булдаков Л.А., Калистратова В.С. Радиоактивно зрачењеи здравје, 2003 година.
2. Левитан Е.П. Астрономија. - М.: Образование, 1994 година.
3. Паркер Ју. Како да се заштитат патниците во вселената. // Во светот на науката. - 2006 година, бр.6.
4. Пригожин И.Н. Минатото и иднината на универзумот. - М.: Знаење, 1986 година.
5. Хокинг С. Кратка приказнавреме од големата експлозија до црните дупки. – Санкт Петербург: Амфора, 2001 г.
6. Енциклопедија за деца. Космонаутика. – М.: „Аванта+“, 2004 година.
7. http:// www. рол. ru/ news/ misc/ spacenews/ 00/12/25. htm
8. http:// www. грани. ru/Општество/Наука/м. 67908.html
Тогаш оваа серија написи е за вас... Ќе зборуваме за природните извори на јонизирачко зрачење, употребата на зрачењето во медицината и други интересни работи.
Изворите на јонизирачко зрачење се конвенционално поделени во две групи - природни и вештачки. Природните извори отсекогаш постоеле, но вештачките биле создадени од човечката цивилизација во 19 век. Ова е лесно да се објасни со примерот на двајца истакнати научници кои се поврзани со откривањето на радијацијата. Антоан Анри Бекерел открил јонизирачко зрачење од ураниум (природен извор), а Вилхелм Конрад Рентген го открил јонизирачкото зрачење кога електроните биле забавувани, кои биле забрзани во специјално создаден уред (рендгенска цевка како вештачки извор). Дозволете ни да анализираме во проценти и дигитален еквивалент какви дози на зрачење ( квантитативна карактеристикавлијанието на јонизирачкото зрачење врз човечкото тело) просечниот граѓанин на Украина го прима во текот на годината од различни вештачки и природни извори (сл. 1).
Ориз. 1. Структура и пондерирани просециефективна доза на зрачење на населението на Украина годишно
Како што можете да видите, најголемиот дел од зрачењето го добиваме од природни извори на зрачење. Но, дали овие природни извори останале исти како што биле во раните фази на цивилизацијата? Ако е така, нема потреба да се грижите, бидејќи одамна се приспособивме на таквото зрачење. Но, за жал, тоа не е така. Човечката активност води до фактот дека природните радиоактивни извори се концентрираат и ја зголемуваат можноста за нивно влијание врз луѓето.
Едно од местата каде што се зголемува можноста зрачењето да влијае на луѓето е вселената. Интензитет изложеност на радијацијазависи од надморската височина. Така, астронаутите, пилотите и патниците од воздушниот транспорт, како и населението кое живее во планините, добиваат дополнителна доза на зрачење. Ајде да се обидеме да откриеме колку е ова опасно за луѓето и какви тајни за „зрачење“ крие вселената.
Радијација во вселената: каква е опасноста за астронаутите?
Сè започна кога американскиот физичар и астрофизичар Џејмс Алфред Ван Ален реши да прикачи бројач Гајгер-Милер на првиот сателит што беше лансиран во орбитата. Индикаторите на овој уред официјално го потврдија постоењето на појас на интензивно зрачење низ целиот свет. Но, од каде потекнува во вселената? Познато е дека радиоактивноста постоела во вселената многу долго време, дури и пред појавата на Земјата, така што вселената постојано била исполнета и исполнета со зрачење. По истражувањето, научниците дојдоа до заклучок дека зрачењето во вселената произлегува или од сонцето, за време на блесоци или од космичките зраци кои се појавуваат како резултат на настани со висока енергија во нашата и другите галаксии.
Откриено е дека радијационите појаси започнуваат на 800 km над површината на Земјата и се протегаат до 24.000 km. Според класификацијата на Меѓународната аеронаутичка федерација, лет се смета за вселена ако неговата висина надминува 100 km. Според тоа, астронаутите се најранливи на примање голема доза на космичко зрачење. Колку повисоко се издигнуваат во вселената, толку се поблиску до појасите за зрачење, затоа, толку е поголем ризикот од примање значителни количини на зрачење.
Научниот директор на програмата на американската Национална аеронаутичка и вселенска администрација (НАСА) за проучување на ефектите од радијацијата врз луѓето, Френсис Кучинота еднаш истакна дека најнепријатната последица од вселенското зрачење за време на долготрајните летови на астронаутите е развојот на катаракта. е, заматување на леќата на окото. Покрај тоа, постои ризик од рак. Но, Кучинота, исто така, истакна дека астронаутите не доживеале никакви екстремно страшни последици по летот. Тој само нагласи дека сè уште не е познато како космичкото зрачење влијае на астронаутите и кои се вистинските последици од овој удар.
Прашањето за заштита на астронаутите од радијација во вселената отсекогаш било приоритет. Назад во 60-тите години на минатиот век, научниците креваа раменици и не знаеја како да ги заштитат астронаутите од космичкото зрачење, особено кога беше неопходно да се оди во вселената. Во 1966 г Советски космонаутсепак одлучи да оди во вселената, но во многу тежок оловно одело. Последователно, технолошкиот напредок ги префрли решенијата за проблемот мртва точка, и беа создадени полесни, побезбедни одела.
Истражувањето на вселената отсекогаш привлекувало научници, истражувачи и астронаути. Тајните на новите планети може да бидат корисни за понатамошниот развој на човештвото на планетата Земја, но можат да бидат и опасни. Затоа мисијата на Curiosity на Марс беше голема работа. Но, да не отстапуваме од главниот фокус на статијата и да се фокусираме на резултатите од изложеноста на радијација снимени од соодветниот инструмент на роверот. Овој уред се наоѓал во внатрешноста на вселенското летало, така што неговите читања укажуваат на вистинската доза што астронаутот може да ја прими веќе во вселенско летало со екипаж. Научниците кои ги обработија резултатите од мерењето објавија разочарувачки податоци: еквивалентната доза на зрачење беше 4 пати поголема од максималната дозволена за работниците нуклеарни централи. Во Украина, границата на дозата на зрачење за оние кои трајно или привремено работат директно со извори на јонизирачко зрачење е 20 mSv.
За да се истражат најоддалечените агли на вселената, неопходно е да се извршат мисии кои технички не можат да се изведат со помош на традиционални извориенергија. Ова прашање беше решено преку употреба на извори на нуклеарна енергија, имено изотопски батерии и реактори. Овие извори се единствени во својот вид бидејќи имаат висок енергетски потенцијал, што значително ги проширува можностите на мисиите во вселената. На пример, летовите со сонди до надворешните граници на Сончевиот систем станаа можни. Бидејќи времетраењето на таквите летови е прилично долго, панелите соларни панелине е погоден како извор на енергија за вселенски летала.
Другата страна на медалот е потенцијалните ризици поврзани со употребата на радиоактивни извори во вселената. Во основа, ова е опасност од непредвидени или итни околности. Затоа државите кои лансираат вселенски објекти со извори на нуклеарна енергија ги прават сите напори да ги заштитат поединците, популациите и биосферата од радиолошки опасности. Ваквите услови беа дефинирани во принципите кои се однесуваат на употребата на изворите на нуклеарна енергија во вселената, а беа усвоени во 1992 година со резолуција на Генералното собрание на Обединетите нации (ОН). Истите принципи, исто така, предвидуваат дека секоја држава што лансира вселенски објект со нуклеарни извори на енергија мора веднаш да ги информира заинтересираните земји доколку се појави дефект на вселенскиот објект и постои опасност радиоактивни материјали да се вратат на Земјата.
Исто така, Обединетите нации, заедно со Меѓународната агенција за атомска енергија(МААЕ) развија рамка за обезбедување безбедна употребануклеарни извори на енергија во вселената. Тие се наменети да ги надополнат безбедносните стандарди на МААЕ со насоки на високо ниво што ги зема предвид дополнителните безбедносни мерки за употреба на извори на нуклеарна енергија на вселенските средства за време на сите фази на мисијата: лансирање, работа и деактивирање.
Дали треба да се плашам од радијација кога користам воздушен транспорт?
Космичките зраци кои носат зрачење допираат речиси до сите краеви на нашата планета, но ширењето на зрачењето не е пропорционално. Земјиното магнетно поле отклонува значителен број наелектризирани честички од екваторијална зона, со што се фокусира повеќе радијација на Северниот и Јужниот Пол. Покрај тоа, како што веќе беше забележано, космичкото зрачење зависи од надморската височина. Оние кои живеат на ниво на морето добиваат приближно 0,003 mSv годишно од космичко зрачење, додека оние кои живеат на ниво од 2 km може да добијат двојно повеќе зрачење.
Како што е познато, со брзина на крстарење за патнички авиони од 900 km/h, земајќи го предвид односот на отпорот на воздухот и подигањето, оптималната висина на летот за авион е обично приближно 9-10 km. Значи, кога патничкиот авион ќе се издигне до таква височина, нивото на изложеност на радијација може да се зголеми речиси 25 пати од она што беше на ознаката од 2 километри.
Патниците на трансатлантските летови се изложени на најголема количина на зрачење по лет. Кога лета од САД за Европа, едно лице може да добие дополнителни 0,05 mSv. Факт е дека земјината атмосфера има соодветна заштитна заштита од космичко зрачење, но кога патничкиот авион ќе се подигне на горенаведената оптимална височина, оваа заштита делумно исчезнува, што доведува до дополнителна изложеност на радијација. Затоа честите летови преку океанот го зголемуваат ризикот телото да добие зголемена доза на зрачење. На пример, 4 такви летови би можеле да го чинат лицето доза од 0,4 mSv.
Ако зборуваме за пилоти, ситуацијата овде е нешто поинаква. Бидејќи тие често летаат преку Атлантикот, дозата на зрачење кај пилотите на авиокомпаниите може да надмине 5 mSv годишно. Според стандардите на Украина, при примање на таква доза, лицата веќе се поистоветуваат со друга категорија - луѓе кои не се директно вклучени во работата со извори на јонизирачко зрачење, но поради локацијата на работните места во просториите и на индустриските локации на објекти со зрачење-нуклеарни технологии, тие може да добијат дополнителна изложеност. За таквите лица, границата на дозата на зрачење е поставена на 2 mSv годишно.
Меѓународната агенција за атомска енергија покажа значителен интерес за ова прашање. МААЕ има развиено голем број безбедносни стандарди, а проблемот со изложеноста на екипажот на авионите се гледа и во еден од овие документи. Според препораките на Агенцијата, националниот регулаторен орган или друг соодветен и надлежен орган е одговорен за утврдување на референтното ниво на доза за екипажот на авионите. Доколку се надмине оваа доза, работодавците на екипажот на авионот мора да спроведат соодветни мерки за да ги проценат дозите и да ги евидентираат. Покрај тоа, тие мора да ги информираат женските членови на екипажот на авионот за ризиците поврзани со изложеноста на космичко зрачење на ембрионот или фетусот и потребата од рано предупредување за бременост.
Дали просторот може да се смета како место за отстранување на радиоактивен отпад?
Веќе видовме дека космичкото зрачење, иако нема катастрофални последици за човештвото, може да го зголеми нивото на човечкото зрачење. Додека го проценуваат влијанието на космичките зраци врз луѓето, многу научници ја проучуваат и можноста за користење на вселената за потребите на човештвото. Во контекст на овој напис, идејата за погреб изгледа многу двосмислена и интересна радиоактивен отпадво вселената.
Факт е дека научници од земји, каде што активно се користат нуклеарна енергија, постојано се во потрага по места за безбедно задржување на радиоактивен отпад, кој постојано се акумулира. Надворешниот простор, исто така, се смета од некои научници како потенцијална локација за опасен отпад. На пример, специјалисти од државата биро за дизајнЈужное, кој се наоѓа во Днепропетровск, заедно со Меѓународната академија за астронаутика ги проучува техничките компоненти за спроведување на идејата за закопување на отпадот во длабока вселена.
Од една страна, испраќањето таков отпад во вселената е многу погодно, бидејќи може да се врши во секое време и во неограничени количини, што го отстранува прашањето за иднината на овој отпад во нашиот екосистем. Освен тоа, како што забележуваат експертите, за ваквите летови не е потребна голема прецизност. Но, од друга страна, овој метод исто така има слаби страни. Главниот проблем е да се обезбеди безбедност за биосферата на Земјата во сите фази на лансирање на ракета-носач. Веројатноста за несреќа при стартување е доста висока, и се проценува на речиси 2-3%. Пожар или експлозија на ракета-носач при лансирање, за време на летот или нејзино паѓање може да предизвика значителна дисперзија на опасниот радиоактивен отпад. Затоа, при проучувањето на овој метод, главното внимание треба да се фокусира на прашањето за безбедност во какви било итни ситуации.
Олга Макаровска, заменик-претседател на Државната нуклеарна регулаторна управа на Украина; Дмитриј Чумак, водечки инженер на секторот за информативна поддршка на Информативно-техничкиот оддел на SSTC NRS, 03/10/2014
https://site/wp-content/uploads/2015/09/diagram11.jpg 450 640 админ //site/wp-content/uploads/2017/08/Logo_Uatom.pngадмин 2015-09-29 09:58:38 2017-11-06 10:52:43 Зрачење и простор: што треба да знаете? (Тајните на „зрачењето“ што ги крие вселената)