Strahlung und Weltraum: Was müssen Sie wissen? („Strahlung“-Geheimnisse, die der Weltraum verbirgt). Natürlicher Strahlungshintergrund

Die Umlaufbahn der Internationalen Raumstation wurde mehrfach angehoben und beträgt nun mehr als 400 km. Dies geschah, um das fliegende Labor aus den dichten Schichten der Atmosphäre herauszuholen, wo Gasmoleküle den Flug noch merklich verlangsamen und die Station an Höhe verliert. Um die Umlaufbahn nicht zu oft zu korrigieren, wäre es gut, die Station noch höher anzuheben, aber das ist nicht möglich. Etwa 500 km von der Erde entfernt beginnt der untere (Protonen-)Strahlungsgürtel. Ein langer Flug innerhalb eines der Strahlungsgürtel (und davon gibt es zwei) wird für die Besatzungen katastrophal sein.

Kosmonauten-Liquidator

Dennoch kann nicht gesagt werden, dass es in der Höhe, in der die ISS derzeit fliegt, kein Problem der Strahlensicherheit gibt. Erstens gibt es in der Region des Südatlantiks die sogenannte brasilianische oder südatlantische magnetische Anomalie. Hier scheint das Erdmagnetfeld abzusacken und damit liegt der untere Strahlungsgürtel näher an der Oberfläche. Und die ISS berührt es immer noch, wenn sie in diesem Bereich fliegt.

Zweitens ist ein Mensch im Weltraum durch galaktische Strahlung bedroht – einen Strom geladener Teilchen, der aus allen Richtungen und mit großer Geschwindigkeit strömt und durch Supernova-Explosionen oder die Aktivität von Pulsaren, Quasaren und anderen anomalen Sternkörpern erzeugt wird. Ein Teil dieser Teilchen wird durch das Erdmagnetfeld verzögert (was einer der Faktoren bei der Bildung von Strahlungsgürteln ist), der andere Teil verliert bei einer Kollision mit Gasmolekülen in der Atmosphäre Energie. Etwas erreicht die Erdoberfläche, so dass auf unserem Planeten absolut überall ein kleiner radioaktiver Hintergrund vorhanden ist. Im Durchschnitt erhält ein auf der Erde lebender Mensch, der nicht mit Strahlenquellen zu tun hat, jährlich eine Dosis von 1 Millisievert (mSv). Ein Astronaut auf der ISS verdient 0,5-0,7 mSv. Täglich!

Die Strahlungsgürtel der Erde sind Bereiche der Magnetosphäre, in denen sich hochenergetische geladene Teilchen ansammeln. Der innere Gürtel besteht hauptsächlich aus Protonen, während der äußere Gürtel aus Elektronen besteht. Im Jahr 2012 wurde vom NASA-Satelliten ein weiterer Gürtel entdeckt, der zwischen den beiden bekannten liegt.

„Es lässt sich ein interessanter Vergleich anstellen“, sagt Vyacheslav Shurshakov, Leiter der Abteilung für Strahlenschutz bei Kosmonauten am Institut für biomedizinische Probleme der Russischen Akademie der Wissenschaften und Kandidat für physikalische und mathematische Wissenschaften. - Die zulässige Jahresdosis für einen Mitarbeiter eines Kernkraftwerks beträgt 20 mSv – 20-mal mehr als ein normaler Mensch. Für Einsatzkräfte, also speziell ausgebildete Personen, beträgt die maximale Jahresdosis 200 mSv. Das ist bereits 200-mal mehr als die übliche Dosis und ... fast so viel, wie ein Astronaut, der ein Jahr auf der ISS gearbeitet hat, erhält.

Derzeit hat die Medizin die maximale Dosisgrenze festgelegt, die im Laufe des Lebens eines Menschen nicht überschritten werden darf, um ernsthafte Gesundheitsprobleme zu vermeiden. Das sind 1000 mSv, also 1 Sv. So kann selbst ein Kernkraftwerksmitarbeiter mit seinen Standards fünfzig Jahre lang ruhig arbeiten, ohne sich um irgendetwas kümmern zu müssen. Schon in fünf Jahren wird der Astronaut sein Limit erschöpft haben. Aber selbst nach vier Flugjahren und Erreichen der gesetzlichen 800 mSv ist es unwahrscheinlich, dass es für einen neuen Flug mit einer Dauer von einem Jahr zugelassen wird, da die Gefahr einer Überschreitung des Grenzwerts besteht.

„Ein weiterer Faktor für die Strahlengefahr im Weltraum“, erklärt Vyacheslav Shurshakov, „ist die Aktivität der Sonne, insbesondere die sogenannten Protonenemissionen.“ Zum Zeitpunkt der Freisetzung kann ein Astronaut auf der ISS in kurzer Zeit zusätzliche 30 mSv empfangen. Es ist gut, dass solare Protonenereignisse selten auftreten – 1–2 Mal pro 11-Jahres-Zyklus der Sonnenaktivität. Das Schlimme daran ist, dass diese Prozesse stochastisch und zufällig ablaufen und schwer vorhersehbar sind. Ich kann mich nicht daran erinnern, dass wir von unserer Wissenschaft im Voraus vor dem bevorstehenden Zusammenbruch gewarnt worden wären. Normalerweise liegen die Dinge anders. Dosimeter auf der ISS zeigen plötzlich eine Zunahme des Hintergrunds, wir rufen Solarspezialisten an und bekommen die Bestätigung: Ja, es gibt eine anomale Aktivität unseres Sterns. Gerade wegen solch plötzlicher solarer Protonenereignisse wissen wir nie genau, welche Dosis ein Astronaut von einem Flug mitbringt.“

Partikel, die einen in den Wahnsinn treiben

Strahlungsprobleme für Besatzungen, die zum Mars fliegen, beginnen bereits auf der Erde. Ein Schiff mit einem Gewicht von 100 Tonnen oder mehr muss für längere Zeit in einer erdnahen Umlaufbahn beschleunigt werden, und ein Teil dieser Flugbahn wird innerhalb der Strahlungsgürtel verlaufen. Es sind nicht mehr Stunden, sondern Tage und Wochen. Darüber hinaus gibt es über die Magnetosphäre und die galaktische Strahlung in ihrer ursprünglichen Form hinaus viele schwere geladene Teilchen, deren Einfluss unter dem „Schirm“ des Erdmagnetfeldes kaum zu spüren ist.

„Das Problem ist“, sagt Vyacheslav Shurshakov, „dass der Einfluss von Partikeln auf die kritischen Organe des menschlichen Körpers (zum Beispiel das Nervensystem) heute wenig untersucht ist.“ Möglicherweise führt Strahlung bei einem Astronauten zu Gedächtnisverlust, zu abnormalen Verhaltensreaktionen und Aggression. Und es ist sehr wahrscheinlich, dass diese Effekte nicht dosisspezifisch sind. Bis genügend Daten über die Existenz lebender Organismen außerhalb des Erdmagnetfelds gesammelt wurden, ist es sehr riskant, langfristige Weltraumexpeditionen zu unternehmen.

Wenn Strahlenschutzexperten den Designern von Raumfahrzeugen vorschlagen, die Biosicherheit zu verbessern, antworten sie mit einer scheinbar recht rationalen Frage: „Was ist das Problem?“ Ist einer der Astronauten an der Strahlenkrankheit gestorben? Leider sind die Strahlungsdosen, die an Bord nicht einmal der Raumschiffe der Zukunft, sondern der uns bekannten ISS eingehen, zwar den Standards entsprechend, aber keineswegs harmlos. Aus irgendeinem Grund beklagten sich sowjetische Kosmonauten nie über ihr Sehvermögen – offenbar hatten sie Angst um ihre Karriere, aber amerikanische Daten zeigen deutlich, dass kosmische Strahlung das Risiko von Katarakten und einer Trübung der Linse erhöht. Untersuchungen im Blut von Astronauten zeigen nach jedem Raumflug eine Zunahme von Chromosomenaberrationen in Lymphozyten, die in der Medizin als Tumormarker gelten. Generell kam man zu dem Schluss, dass die lebenslange Einnahme einer zulässigen Dosis von 1 Sv das Leben im Durchschnitt um drei Jahre verkürzt.

Mondrisiken

Eines der „starken“ Argumente der Befürworter der „Mondverschwörung“ ist die Behauptung, dass das Durchqueren der Strahlungsgürtel und der Aufenthalt auf dem Mond, wo es kein Magnetfeld gibt, den unvermeidlichen Tod von Astronauten an Strahlenkrankheit zur Folge hätte. Amerikanische Astronauten mussten wirklich die Strahlungsgürtel der Erde durchqueren – Protonen und Elektronen. Dies geschah jedoch innerhalb weniger Stunden, und die Dosen, die die Apollo-Besatzungen während der Missionen erhielten, erwiesen sich als erheblich, aber vergleichbar mit denen, die die Oldtimer der ISS erhielten. „Natürlich hatten die Amerikaner Glück“, sagt Vyacheslav Shurshakov, „schließlich ereignete sich während ihrer Flüge kein einziges Sonnenprotonenereignis.“ In diesem Fall würden die Astronauten subletale Dosen erhalten – nicht mehr 30 mSv, sondern 3 Sv.

Machen Sie Ihre Handtücher nass!

„Wir, Experten auf dem Gebiet der Strahlensicherheit“, sagt Vyacheslav Shurshakov, „bestehen darauf, dass der Schutz der Besatzungen gestärkt wird.“ Auf der ISS sind beispielsweise die Kabinen der Kosmonauten, in denen sie ruhen, am anfälligsten. Dort gibt es keine zusätzliche Masse und nur eine wenige Millimeter dicke Metallwand trennt den Menschen vom Weltraum. Wenn wir diese Barriere auf das in der Radiologie akzeptierte Wasseräquivalent bringen, beträgt diese nur 1 cm Wasser. Zum Vergleich: Die Erdatmosphäre, unter der wir uns vor Strahlung schützen, entspricht 10 m Wasser. Kürzlich haben wir vorgeschlagen, die Kabinen der Astronauten mit einer zusätzlichen Schicht wassergetränkter Handtücher und Servietten zu schützen, was die Wirkung der Strahlung erheblich reduzieren würde. Zum Schutz vor Strahlung werden Medikamente entwickelt – auf der ISS kommen sie jedoch noch nicht zum Einsatz. Vielleicht gelingt es uns in Zukunft mit Methoden der Medizin und Gentechnik, den menschlichen Körper so zu verbessern, dass seine lebenswichtigen Organe resistenter gegen Strahlungsfaktoren sind. Aber auf jeden Fall können Weltraumflüge in Vergessenheit geraten, wenn die Wissenschaft diesem Problem keine besondere Aufmerksamkeit schenkt.“

Der russische Philosoph N.F. Fedorov (1828 - 1903) erklärte zum ersten Mal, dass vor den Menschen der Weg zur Erforschung des gesamten Weltraums als strategischer Weg für die Entwicklung der Menschheit liegt. Er machte darauf aufmerksam, dass nur eine so grenzenlose Region in der Lage ist, die gesamte spirituelle Energie, alle Kräfte der Menschheit anzuziehen, die durch gegenseitige Reibung verschwendet oder für Kleinigkeiten aufgewendet werden. ... Seine Idee, das industrielle und wissenschaftliche Potenzial des militärisch-industriellen Komplexes auf die Erforschung und Erforschung des Weltraums, einschließlich des fernen Weltraums, auszurichten, ist in der Lage, die militärische Gefahr in der Welt radikal zu verringern. Damit dies in der Praxis geschieht, muss es zunächst in den Köpfen der Menschen geschehen, die überhaupt globale Entscheidungen treffen. ...

Auf dem Weg zur Weltraumforschung treten verschiedene Schwierigkeiten auf. Als Haupthindernis rückt angeblich das Problem der Strahlung in den Vordergrund, hier eine Liste von Veröffentlichungen dazu:

29.01.2004, Zeitung „Trud“, „Bestrahlung im Orbit“;
("Und hier sind die traurigen Statistiken. Von unseren 98 fliegenden Kosmonauten leben achtzehn nicht mehr, also jeder fünfte. Von diesen starben vier, Gagarin, bei der Rückkehr zur Erde bei einem Flugzeugabsturz. Vier starben an Krebs (Anatoly Levchenko war 47, Vladimir Vasyutin war 50 ...).")

2. Während des 254-tägigen Fluges des Rovers Curiosity zum Mars betrug die Strahlendosis mehr als 1 Sv, d. h. im Durchschnitt mehr als 4 mSv/Tag.

3. Wenn Astronauten um die Erde fliegen, beträgt die Strahlungsdosis 0,3 bis 0,8 mSv / Tag ()

4. Seit der Entdeckung der Strahlung, ihrer wissenschaftlichen Untersuchung und der praktischen Massenentwicklung durch die Industrie hat sich eine enorme Menge angesammelt, einschließlich der Wirkung von Strahlung auf den menschlichen Körper.
Um einen Zusammenhang zwischen der Erkrankung eines Astronauten und den Auswirkungen der Weltraumstrahlung herzustellen, ist es notwendig, die Häufigkeit von Astronauten, die ins All flogen, mit der Häufigkeit von Astronauten in der Kontrollgruppe, die nicht im Weltraum waren, zu vergleichen.

5. Die Weltraum-Internet-Enzyklopädie www.astronaut.ru enthält alle Informationen über Kosmonauten, Astronauten und Taikonauten, die in den Weltraum geflogen sind, sowie über Kandidaten, die für Flüge ausgewählt wurden, aber nicht in den Weltraum flogen.
Anhand dieser Daten habe ich eine Übersichtstabelle für die UdSSR/Russland mit persönlichen Razzien, Geburts- und Sterbedaten, Todesursachen usw. erstellt.
Die zusammengefassten Daten sind in der Tabelle dargestellt:

	In der Basis Raum Enzyklopädien, Menschlich	live, Menschlich	Gestorben aus allen Gründen Menschlich	Gestorben von Krebs Menschlich
In den Weltraum geflogen	116 , Aus ihnen 28 - mit einer Flugzeit von bis zu 15 Tagen, 45 - mit einer Flugzeit von 16 bis 200 Tagen, 43 – mit einer Flugzeit von 201 bis 802 Tagen	87 (Durchschnittsalter - 61 Jahre) Aus ihnen 61 im Ruhestand	29 (25%) Durchschnittsalter - 61 Jahre	7 (6%), Aus ihnen 3 - mit einem Hauch von 1-2 Tagen, 3 - mit einer Flugzeit von 16-81 Tagen 1 - mit einer Flugzeit von 269 Tagen
Nicht ins All geflogen	158	101 (Durchschnittsalter - 63 Jahre) Aus ihnen 88 im Ruhestand	57 (36%) Durchschnittsalter - 59 Jahre	11 (7%)

Signifikante und klare Unterschiede zwischen einer Gruppe von Menschen, die in den Weltraum geflogen sind und Kontrollgruppe nicht gefunden.
Von den 116 Menschen in der UdSSR/Russland, die mindestens einmal ins All geflogen sind, haben 67 Menschen eine individuelle Raumflugzeit von mehr als 100 Tagen (maximal 803 Tage) vorzuweisen, 3 von ihnen starben im Alter von 64, 68 und 69 Jahren. Einer der Verstorbenen hatte Krebs. Der Rest ist seit November 2013 am Leben, darunter 20 Kosmonauten mit maximalen Flügen (von 382 bis 802 Tagen) und Dosen (210 – 440 mSv) mit einer durchschnittlichen Tagesdosis von 0,55 mSv. Dies bestätigt die Strahlensicherheit langfristiger Raumflüge.

6. Es gibt auch viele andere Daten über die Gesundheit von Menschen, die in den Jahren der Gründung der Atomindustrie in der UdSSR einer erhöhten Strahlenbelastung ausgesetzt waren. Also „bei der Mayak Production Association: „In den Jahren 1950-1952. Die Dosisleistung der externen Gammastrahlung (Strahlung in der Nähe von technologischen Geräten erreichte 15–180 mR/h. Die jährlichen Dosen der externen Exposition gegenüber 600 beobachteten Arbeitern der Anlage betrugen 1,4–1,9 Sv/Jahr. In einigen Fällen betrugen die maximalen jährlichen Dosen der externen Exposition erreichte 7-8 Sv/Jahr...
Von den 2300 Arbeitern, die an einer chronischen Strahlenkrankheit litten, blieben nach 40-50-jähriger Beobachtung 1200 Menschen mit einer durchschnittlichen Gesamtdosis von 2,6 Gy bei einem Durchschnittsalter von 75 Jahren am Leben. Und von 1100 Todesfällen (durchschnittliche Dosis 3,1 Gy) ist in der Struktur der Todesursachen ein Anstieg des Anteils bösartiger Tumoren erkennbar, aber ihre Durchschnittsalter betrug 65 Jahre.
„Probleme der nuklearen Altlasten und Wege zu ihrer Lösung.“ - Unter der Gesamtherausgeberschaft von E.V. Evstratova, A.M. Agapova, N.P. Laverova, L.A. Bolshova, I.I. Linge. - 2012 - 356 S. - T1. (Herunterladen)

7. „...umfangreiche Studien an etwa 100.000 Menschen, die die Atombombenabwürfe auf Hiroshima und Nagasaki im Jahr 1945 überlebten, zeigten, dass Krebs bisher die einzige Ursache für eine erhöhte Sterblichkeit in dieser Bevölkerungsgruppe ist.“
„Gleichzeitig ist die Entstehung von Krebs unter Strahlungseinfluss jedoch nicht spezifisch; sie kann auch durch andere natürliche oder vom Menschen verursachte Faktoren (Rauchen, Luft- und Wasserverschmutzung, Produkte mit Chemikalien usw.) verursacht werden. . Strahlung erhöht nur das Risiko, das ohne Strahlung besteht. Russische Ärzte gehen beispielsweise davon aus, dass Unterernährung 35 % und Rauchen 31 % zur Krebsentstehung beiträgt. Und selbst bei schwerer Belastung beträgt der Strahlungsanteil nicht mehr als 10 %.


(Quelle „Liquidatoren. Radiologische Folgen von Tschernobyl“, V. Ivanov, Moskau, 2010 (Download)

8. „In der modernen Medizin ist die Strahlentherapie eine der drei wichtigsten Methoden der Krebsbehandlung (die anderen beiden sind Chemotherapie und traditionelle Chirurgie). Gleichzeitig ist die Strahlentherapie, wenn wir von der Schwere der Nebenwirkungen ausgehen, viel leichter zu tolerieren. In besonders schweren Fällen können Patienten eine sehr hohe Gesamtdosis erhalten – bis zu 6 Gray (obwohl eine Dosis von etwa 7-8 Gray tödlich ist!). Aber selbst bei einer so hohen Dosis kehrt der Patient nach der Genesung oft zu einem erfüllten Leben als gesunder Mensch zurück – selbst Kinder ehemaliger Patienten von Strahlentherapiekliniken weisen keine Anzeichen angeborener genetischer Anomalien im Zusammenhang mit der Strahlung auf.
Wenn Sie die Fakten sorgfältig prüfen und abwägen, wird ein Phänomen wie Radiophobie – eine irrationale Angst vor Strahlung und allem, was damit zusammenhängt – völlig unlogisch. In der Tat: Die Menschen glauben, dass etwas Schreckliches passiert ist, wenn die Dosimeteranzeige mindestens eine zweifache Überschreitung des natürlichen Hintergrunds anzeigt – und gehen gleichzeitig gerne zur Verbesserung ihrer Gesundheit an Radonquellen, wo der Hintergrund das Zehnfache oder mehr überschreiten kann mehrere Male. Große Dosen ionisierender Strahlung heilen Patienten mit tödlichen Krankheiten – und gleichzeitig führt ein Mensch, der versehentlich in das Strahlungsfeld gefallen ist, die Verschlechterung seines Gesundheitszustands (sofern eine solche überhaupt eingetreten ist) eindeutig auf die Einwirkung der Strahlung zurück. („Strahlung in der Medizin“, Yu.S. Koryakovsky, A.A. Akatov, Moskau, 2009)
Sterblichkeitsstatistiken zeigen, dass jeder dritte Einwohner Europas an verschiedenen Krebsarten stirbt.
Eine der Hauptmethoden zur Behandlung bösartiger Tumoren ist die Strahlentherapie, die für etwa 70 % der Krebspatienten notwendig ist, während in Russland nur etwa 25 % derjenigen, die sie benötigen, eine Strahlentherapie erhalten. ()

Basierend auf allen gesammelten Daten können wir mit Sicherheit sagen, dass das Strahlungsproblem bei der Weltraumforschung stark übertrieben ist und der Weg zur Weltraumforschung für die Menschheit offen ist.

P.S. Der Artikel wurde in der Fachzeitschrift „Atomic Strategy“ veröffentlicht und zuvor auf der Website der Zeitschrift von mehreren Experten bewertet. Hier ist der aufschlussreichste Kommentar, den ich dort erhalten habe: „ Was ist kosmische Strahlung? Diese Strahlung ist solar + galaktisch. Die Sonne ist um ein Vielfaches intensiver als die Galaktische, insbesondere während der Sonnenaktivität. Das bestimmt die Hauptdosis. Sein Bestandteil und seine Energiezusammensetzung sind Protonen (90 %), der Rest ist weniger bedeutsam (elektrisch, Gamma, ...). Die Energie des Hauptanteils der Protonen liegt zwischen keV und 80-90 MeV. (Es gibt auch einen hochenergetischen Schweif, aber das sind Bruchteile eines Prozents.) Die Reichweite eines 80-MeV-Protons beträgt ~7 (g/cm^2) oder etwa 2,5 cm Aluminium. Diese. In einer 2,5–3 cm dicken Raumfahrzeugwand werden sie vollständig absorbiert. Obwohl Protonen bei Kernreaktionen auf Aluminium Neutronen erzeugen, ist die Erzeugungseffizienz gering. Somit ist die Dosisleistung hinter dem Schiffsrumpf recht hoch (da der Fluss-Dosis-Umrechnungsfaktor für Protonen der angegebenen Energien sehr groß ist). Und im Inneren ist das Niveau durchaus akzeptabel, wenn auch höher als auf der Erde. Ein nachdenklicher und sorgfältiger Leser wird sofort sarkastisch fragen: „Wie wäre es mit einem Flugzeug?“ Schließlich ist die Dosisleistung dort viel höher als auf der Erde. Die Antwort ist richtig. Die Erklärung ist einfach. Hochenergetische solare und galaktische Protonen und Kerne interagieren mit den Kernen der Atmosphäre (Reaktionen der Mehrfachproduktion von Hadronen) und verursachen eine Hadronenkaskade (Hadronenschauer). Daher weist die Höhenverteilung der Flussdichte ionisierender Teilchen in der Atmosphäre ein Maximum auf. Das Gleiche gilt für den Elektronen-Photonen-Schauer. Hadron und z. B. Duschen entstehen und erlöschen in der Atmosphäre. Die Dicke der Atmosphäre beträgt ca. 80–100 g/cm² (entspricht 200 cm Beton oder 50 cm Eisen). Und es gibt nicht genug Substanz in der Haut, um einen guten Schauer zu bilden. Daher das scheinbare Paradoxon: Je dicker der Schiffsschutz ist, desto höher ist die Dosisleistung im Inneren. Daher ist ein dünner Schutz besser als ein dicker. Aber! Es sind 2–3 cm Schutz erforderlich (schwächt die Dosis durch Protonen um eine Größenordnung). Nun zu den Zahlen. Auf dem Mars steigerte das Curiosity-Dosimeter in fast einem Jahr etwa 1 Sv. Der Grund für die ausreichend hohe Dosis liegt darin, dass das Dosimeter, wie oben erwähnt, nicht über einen dünnen Schutzschirm verfügte. Aber ist 1 Sv zu viel oder zu wenig? Ist es tödlich? Ein paar meiner Liquidator-Freunde erzielten jeweils etwa 100 R (natürlich in Bezug auf Gamma und in Bezug auf Hadronen – etwa 1 Sv). Sie fühlen sich besser als wir. Nicht behindert. Der offizielle Ansatz Regulierungsdokumente. - Mit Genehmigung der Gebietskörperschaften der staatlichen Gesundheitsaufsicht ist es möglich, eine geplante Dosis von 0,2 Sv pro Jahr zu erhalten. (Dh vergleichbar mit 1 Sv). Und die vorhergesagte Expositionshöhe, bei der ein dringender Eingriff erforderlich ist, beträgt 1 Gy für den gesamten Körper (dies ist die absorbierte Dosis, die ungefähr 1 Sv in der Äquivalentdosis entspricht). Und für die Lunge - 6 Gy. Diese. für diejenigen, die eine Ganzkörperdosis von weniger als 1 Sv erhalten haben und bei denen kein Eingriff erforderlich ist. Es ist also nicht so beängstigend. Aber es ist natürlich besser, solche Dosen nicht zu erhalten. "

Regionale staatliche Bildungseinrichtung Tambow

Allgemein bildende Schule– Internat mit erster Flugausbildung

benannt nach M. M. Raskova

Aufsatz

"Kosmische Strahlung"

Abgeschlossen: Schüler des Zuges 103

Krasnoslobodtsev Alexey

Leiter: Pelivan V.S.

Tambow 2008

1. Einleitung.

2. Was ist kosmische Strahlung?

3. Wie kosmische Strahlung entsteht.

4. Die Auswirkungen der kosmischen Strahlung auf den Menschen und Umfeld.

5. Mittel zum Schutz vor kosmischer Strahlung.

6. Entstehung des Universums.

7. Fazit.

8. Bibliographie.

1. EINFÜHRUNG

Der Mensch wird nicht ewig auf der Erde bleiben,

aber auf der Suche nach Licht und Raum,

zunächst schüchtern darüber hinaus dringen

Atmosphäre, und dann alles erobern

umgebenden Raum.

K. Ziolkowski

Das 21. Jahrhundert ist das Jahrhundert der Nanotechnologien und gigantischen Geschwindigkeiten. Unser Leben fließt unaufhörlich und unaufhaltsam, und jeder von uns ist bestrebt, mit der Zeit Schritt zu halten. Probleme, Probleme, die Suche nach Lösungen, ein riesiger Informationsfluss von allen Seiten ... Wie geht man mit all dem um, wie findet man seinen Platz im Leben?

Lassen Sie uns innehalten und nachdenken...

Psychologen sagen, dass ein Mensch drei Dinge endlos betrachten kann: Feuer, Wasser und den Sternenhimmel. Tatsächlich hat der Himmel den Menschen schon immer angezogen. Bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang ist es unglaublich schön, tagsüber scheint es unendlich blau und tief zu sein. Und wenn ich die schwerelos vorbeiziehenden Wolken betrachte, die Flüge der Vögel beobachte, möchte ich der Hektik des Alltags entfliehen, in den Himmel steigen und die Freiheit des Fliegens spüren. Und der Sternenhimmel in einer dunklen Nacht ... wie geheimnisvoll und unerklärlich schön er ist! Und wie Sie den Schleier des Geheimnisses lüften wollen. In solchen Momenten fühlt man sich wie ein kleines Teilchen eines riesigen, beängstigenden und doch unwiderstehlich verführerischen Raumes, der das Universum genannt wird.

Was ist das Universum? Wie kam es dazu? Was verbirgt sie in sich, was hat sie für uns vorbereitet: „universelle Vernunft“ und Antworten auf zahlreiche Fragen oder den Tod der Menschheit?

Fragen tauchen in einem endlosen Strom auf.

Platz für gewöhnlicher Mensch er scheint außer Reichweite. Dennoch ist die Wirkung auf den Menschen konstant. Im Großen und Ganzen war es der Weltraum, der auf der Erde die Bedingungen schuf, die zur Entstehung des uns bekannten Lebens und damit zur Entstehung des Menschen selbst führten. Der Einfluss des Weltraums ist bereits heute weitgehend spürbar. „Teilchen des Universums“ gelangen durch die Schutzschicht der Atmosphäre zu uns und beeinflussen das Wohlbefinden eines Menschen, seine Gesundheit und die Prozesse, die in seinem Körper ablaufen. Das gilt für uns, die wir auf der Erde leben, und was können wir über diejenigen sagen, die den Weltraum erkunden?

Mich interessierte folgende Frage: Was ist kosmische Strahlung und welche Auswirkungen hat sie auf den Menschen?

Ich studiere auf einem Internat mit erster Flugausbildung. Zu uns kommen Jungs, die davon träumen, den Himmel zu erobern. Und sie haben bereits den ersten Schritt zur Verwirklichung ihres Traums getan, indem sie die Wände ihres Zuhauses verlassen und beschlossen haben, an diese Schule zu gehen, wo sie die Grundlagen des Fliegens und des Flugzeugdesigns erlernen, wozu sie jeden Tag Gelegenheit haben Kommunizieren Sie mit Menschen, die wiederholt in die Lüfte geflogen sind. Und lassen Sie es bisher nur Flugzeuge sein, die die Schwerkraft der Erde nicht vollständig überwinden können. Aber das ist nur der erste Schritt. Das Schicksal und der Lebensweg eines jeden Menschen beginnen mit einem kleinen, schüchternen, unsicheren Schritt eines Kindes. Wer weiß, vielleicht macht einer von ihnen den zweiten Schritt, den dritten ... und wird die Raumschiffe beherrschen und in den grenzenlosen Weiten des Universums zu den Sternen aufsteigen.

Daher ist diese Frage für uns sehr relevant und interessant.

2. WAS IST KOSMISCHE STRAHLUNG?

Die Existenz der kosmischen Strahlung wurde Anfang des 20. Jahrhunderts entdeckt. Im Jahr 1912 kletterte der australische Physiker W. Hess Heißluftballon, stellte fest, dass die Entladung eines Elektroskops in großen Höhen viel schneller erfolgt als auf Meereshöhe. Es wurde klar, dass die Ionisierung der Luft, die die Entladung aus dem Elektroskop entfernte, außerirdischen Ursprungs war. Millikan war der erste, der diese Annahme machte, und er war es, der diesem Phänomen seinen modernen Namen gab – kosmische Strahlung.

Mittlerweile wurde festgestellt, dass die primäre kosmische Strahlung aus stabilen, hochenergetischen Teilchen besteht, die in verschiedene Richtungen fliegen. Die Intensität der kosmischen Strahlung im Bereich des Sonnensystems beträgt durchschnittlich 2-4 Teilchen pro 1 cm 2 pro 1 s. Es besteht aus:

• Protonen – 91 %
• α-Teilchen – 6,6 %
• Kerne anderer schwererer Elemente – weniger als 1 %
• Elektronen - 1,5 %
• Röntgen- und Gammastrahlen kosmischen Ursprungs
• Sonnenstrahlung.

Primäre Komikteilchen, die aus dem Weltraum fliegen, interagieren mit den Atomkernen in den oberen Schichten der Atmosphäre und bilden die sogenannte sekundäre kosmische Strahlung. Die Intensität der kosmischen Strahlung ist in der Nähe der Magnetpole der Erde etwa 1,5-mal größer als am Äquator.

Der Durchschnittswert der Energie kosmischer Teilchen beträgt etwa 10 4 MeV, und die Energie einzelner Teilchen beträgt 10 12 MeV und mehr.

3. WIE ERSCHEINT KOSMISCHE STRAHLUNG?

Nach modernen Vorstellungen sind Supernova-Explosionen die Hauptquelle energiereicher kosmischer Strahlung. Das umlaufende Röntgenteleskop der NASA hat neue Beweise dafür geliefert, dass eine erhebliche Menge kosmischer Strahlung, die die Erde ständig bombardiert, von einer Schockwelle erzeugt wird, die sich nach einer Supernova-Explosion ausbreitet, die bereits 1572 aufgezeichnet wurde. Nach Beobachtungen des Chandra-Röntgenobservatoriums streuen die Überreste der Supernova weiterhin mit einer Geschwindigkeit von mehr als 10 Millionen km/h und erzeugen dabei zwei Stoßwellen, begleitet von einer massiven Freisetzung von Röntgenstrahlen. Außerdem eine Welle

bewegt sich nach außen, in das interstellare Gas, und der zweite -

im Inneren, zum Zentrum des ehemaligen Sterns. Du kannst auch

behaupten, dass ein erheblicher Teil der Energie

Die „innere“ Stoßwelle beschleunigt Atomkerne auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit.

Hochenergetische Teilchen kommen aus anderen Galaxien zu uns. Sie können solche Energien erreichen, indem sie in den inhomogenen Magnetfeldern des Universums beschleunigen.

Natürlich ist auch der uns am nächsten gelegene Stern, die Sonne, eine Quelle kosmischer Strahlung. Die Sonne sendet periodisch (während Flares) solare kosmische Strahlung aus, die hauptsächlich aus Protonen und α-Teilchen mit niedriger Energie besteht.

4. AUSWIRKUNG KOSMISCHER STRAHLUNG AUF MENSCH

UND DIE UMWELT

Die Ergebnisse einer Studie der Mitarbeiter der Sophia-Antipolis-Universität in Nizza zeigen, dass kosmische Strahlung eine entscheidende Rolle bei der Entstehung biologischen Lebens auf der Erde spielte. Es ist seit langem bekannt, dass Aminosäuren in zwei Formen existieren können – linkshändig und rechtshändig. Allerdings auf der Erde, im Herzen von allem biologische Organismen Natürlicherweise gibt es nur linksdrehende Aminosäuren. Laut Universitätsmitarbeitern sollte die Ursache im Weltraum gesucht werden. Die sogenannte zirkular polarisierte kosmische Strahlung zerstörte die rechtsdrehenden Aminosäuren. Zirkular polarisiertes Licht ist eine Strahlungsform, die durch kosmische elektromagnetische Felder polarisiert wird. Solche Strahlung entsteht, wenn sich interstellare Staubpartikel entlang der Linien von Magnetfeldern ausrichten, die den gesamten umgebenden Raum durchdringen. Zirkular polarisiertes Licht macht 17 % der gesamten kosmischen Strahlung im Weltraum aus. Je nach Polarisationsrichtung spaltet solches Licht selektiv eine der Aminosäurearten, was durch Experimente und die Ergebnisse der Untersuchung zweier Meteoriten bestätigt wird.

Kosmische Strahlung ist eine der Quellen ionisierender Strahlung auf der Erde.

Der natürliche Strahlungshintergrund aufgrund der kosmischen Strahlung auf Meereshöhe beträgt 0,32 mSv pro Jahr (3,4 μR pro Stunde). Die kosmische Strahlung macht nur 1/6 der jährlichen effektiven Äquivalentdosis der Bevölkerung aus. Die Strahlungswerte sind in verschiedenen Gebieten nicht gleich. Daher sind der Nord- und der Südpol stärker als die Äquatorzone der kosmischen Strahlung ausgesetzt, da in der Nähe der Erde ein Magnetfeld vorhanden ist, das geladene Teilchen ablenkt. Darüber hinaus ist die kosmische Strahlung umso intensiver, je höher man von der Erdoberfläche entfernt ist. Da wir in Bergregionen leben und ständig den Luftverkehr nutzen, sind wir einem zusätzlichen Expositionsrisiko ausgesetzt. Menschen, die über 2000 m über dem Meeresspiegel leben, erhalten aufgrund der kosmischen Strahlung eine um ein Vielfaches höhere effektive Äquivalentdosis als Menschen, die auf Meereshöhe leben. Beim Aufstieg von einer Höhe von 4000 m (der maximalen Höhe menschlicher Behausung) auf 12000 m (der maximalen Höhe eines Passagiertransportfluges) erhöht sich die Exposition um das 25-fache. Und bei einem 7,5-stündigen Flug in einem herkömmlichen Turboprop-Flugzeug beträgt die empfangene Strahlendosis etwa 50 μSv. Insgesamt erhält die Erdbevölkerung durch die Nutzung des Luftverkehrs eine Strahlungsdosis von etwa 10.000 Mann-Sv pro Jahr, was einem durchschnittlichen Pro-Kopf-Wert in der Welt von etwa 1 μSv pro Jahr und in Nordamerika etwa entspricht 10 μSv.

Ionisierende Strahlung beeinträchtigt die menschliche Gesundheit und stört die lebenswichtige Aktivität lebender Organismen:

Es verfügt über ein großes Durchdringungsvermögen und zerstört die Zellen des Körpers, die sich am intensivsten teilen: Knochenmark, Verdauungstrakt usw.

verursacht Veränderungen auf Genebene, die anschließend zu Mutationen und deren Entstehung führen erbliche Krankheiten.

verursacht eine intensive Zellteilung bösartiger Neubildungen, was zur Entstehung von Krebserkrankungen führt.

führt zu Veränderungen im Nervensystem und der Herzarbeit.

Die sexuelle Funktion wird unterdrückt.

Verursacht Sehstörungen.

Strahlung aus dem Weltraum beeinträchtigt sogar das Sehvermögen von Flugzeugpiloten. Untersucht wurden die visuellen Zustände von 445 Männern im Alter von etwa 50 Jahren, von denen 79 Verkehrsflugzeugpiloten waren. Statistiken zeigen, dass bei Berufspiloten das Risiko, an einem Linsenkernstarr zu erkranken, dreimal höher ist als bei Vertretern anderer Berufe, bei Astronauten sogar noch höher.

Die kosmische Strahlung ist einer der ungünstigen Faktoren für den Körper von Astronauten, deren Bedeutung mit zunehmender Reichweite und Dauer der Flüge immer weiter zunimmt. Wenn sich ein Mensch außerhalb der Erdatmosphäre befindet, wo die Bombardierung durch galaktische Strahlen sowie kosmische Sonnenstrahlen viel stärker ist: In einer Sekunde können etwa 5.000 Ionen durch seinen Körper strömen, was chemische Bindungen im Körper zerstören kann und verursachen eine Kaskade von Sekundärpartikeln. Die Gefahr einer Strahlenbelastung durch ionisierende Strahlung in geringen Dosen liegt im erhöhten Risiko für onkologische und erbliche Erkrankungen. Die größte Gefahr intergalaktischer Strahlung geht von schweren geladenen Teilchen aus.

Basierend auf biomedizinischen Untersuchungen und den geschätzten Strahlungswerten im Weltraum wurden die maximal zulässigen Strahlungsdosen für Astronauten ermittelt. Sie betragen 980 Rem für die Füße, Knöchel und Hände, 700 Rem für die Haut, 200 Rem für die blutbildenden Organe und 200 Rem für die Augen. Die Ergebnisse der Experimente zeigten, dass unter Schwerelosigkeitsbedingungen der Strahlungseinfluss verstärkt ist. Sollten sich diese Daten bestätigen, dürfte die Gefahr der kosmischen Strahlung für den Menschen größer sein als ursprünglich angenommen.

Kosmische Strahlung kann das Wetter und das Klima der Erde beeinflussen. Britische Meteorologen haben nachgewiesen, dass in Zeiten der größten Aktivität der kosmischen Strahlung bewölktes Wetter beobachtet wird. Tatsache ist, dass kosmische Teilchen, wenn sie in die Atmosphäre eindringen, breite „Schauer“ geladener und neutraler Teilchen erzeugen, die das Wachstum von Tröpfchen in den Wolken und eine Zunahme der Bewölkung hervorrufen können.

Nach Untersuchungen des Instituts für Solar-Terrestrische Physik wird derzeit ein anomaler Ausbruch der Sonnenaktivität beobachtet, dessen Ursachen unbekannt sind. Eine Sonneneruption ist eine Energiefreisetzung, die mit einer Explosion von mehreren Tausend Sonnenstrahlen vergleichbar ist Wasserstoffbomben. Bei besonders starken Blitzen verändert elektromagnetische Strahlung, die die Erde erreicht, das Magnetfeld des Planeten – als würde er ihn erschüttern, was sich auf das Wohlbefinden wetterempfindlicher Menschen auswirkt. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation sind dies 15 % der Weltbevölkerung. Außerdem beginnt sich bei hoher Sonnenaktivität die Mikroflora intensiver zu vermehren und die Veranlagung des Menschen für viele Krankheiten nimmt zu. Infektionskrankheiten. Grippeepidemien beginnen also 2,3 Jahre vor der maximalen Sonnenaktivität oder 2,3 Jahre später – danach.

Wir sehen also, dass bereits ein kleiner Teil der kosmischen Strahlung, der uns durch die Atmosphäre erreicht, erhebliche Auswirkungen auf den Körper und die menschliche Gesundheit sowie auf die in der Atmosphäre ablaufenden Prozesse haben kann. Eine der Hypothesen zur Entstehung des Lebens auf der Erde besagt, dass kosmische Teilchen eine bedeutende Rolle bei biologischen und chemischen Prozessen auf unserem Planeten spielen.

5. Mittel zum Schutz vor kosmischer Strahlung

Penetrationsprobleme

Mann ins All - eine Art Prozess

der Stein der Reife unserer Wissenschaft.

Akademiker N. Sisakyan.

Obwohl die Strahlung des Universums möglicherweise zur Geburt des Lebens und zur Entstehung des Menschen geführt hat, ist sie für den Menschen selbst in seiner reinen Form zerstörerisch.

Der Lebensraum eines Menschen ist auf sehr unbedeutende Weise begrenzt

Entfernungen ist die Erde und mehrere Kilometer über ihrer Oberfläche. Und dann - „feindlicher“ Raum.

Da der Mensch jedoch die Versuche, in die Weiten des Universums vorzudringen, nicht aufgibt, sondern diese immer intensiver meistert, wurde es notwendig, bestimmte Schutzmaßnahmen gegen den negativen Einfluss des Kosmos zu schaffen. Dies ist für Astronauten von besonderer Bedeutung.

Entgegen der landläufigen Meinung schützt uns nicht das Erdmagnetfeld vor dem Angriff der kosmischen Strahlung, sondern eine dicke Schicht der Atmosphäre, in der auf jeden cm 2 der Oberfläche ein Kilogramm Luft kommt. Daher überwindet ein kosmisches Proton nach seinem Flug in die Atmosphäre im Durchschnitt nur 1/14 seiner Höhe. Eine solche Schutzhülle fehlt den Astronauten.

Wie die Berechnungen zeigen, Es ist unmöglich, das Risiko eines Strahlenschadens während eines Raumflugs auf Null zu reduzieren. Aber Sie können es minimieren. Und hier ist das Wichtigste passiver Schutz Raumschiff, d. h. seine Wände.

Um das Risiko einer Strahlenbelastung zu verringern Solar- kosmische Strahlung, ihre Dicke sollte bei Leichtmetalllegierungen mindestens 3-4 cm betragen. Kunststoffe könnten eine Alternative zu Metallen sein. Beispielsweise hält Polyethylen, aus dem gewöhnliche Einkaufstaschen hergestellt werden, 20 % mehr kosmische Strahlung zurück als Aluminium. Verstärktes Polyethylen ist zehnmal stärker als Aluminium und gleichzeitig leichter als „geflügeltes Metall“.

MIT Schutz vor galaktischer kosmischer Strahlung Bei gigantischen Energien ist alles viel komplizierter. Es werden verschiedene Methoden vorgeschlagen, um Astronauten davor zu schützen. Sie können eine Schutzschicht um das Schiff herum anlegenähnlich der Erdatmosphäre. Wird beispielsweise Wasser verwendet, was ohnehin notwendig ist, ist eine Schichtdicke von 5 m erforderlich. In diesem Fall die Masse Wasser reservoir wird sich 500 Tonnen nähern, was viel ist. Es kann auch Ethylen verwendet werden, ein Feststoff, der keine Tanks erfordert. Aber selbst dann würde die erforderliche Masse mindestens 400 Tonnen betragen. Es kann flüssiger Wasserstoff verwendet werden. Es blockiert kosmische Strahlung 2,5-mal besser als Aluminium. Zwar wären die Treibstofftanks sperrig und schwer.

Wurde vorgeschlagen ein weiteres Schema zum Schutz einer Person im Orbit, die aufgerufen werden kann Magnetkreis. Ein geladenes Teilchen, das sich durch ein Magnetfeld bewegt, unterliegt einer Kraft, die senkrecht zur Bewegungsrichtung gerichtet ist (der Lorentzkraft). Abhängig von der Konfiguration der Feldlinien kann das Teilchen in nahezu jede Richtung abweichen oder in eine kreisförmige Umlaufbahn gelangen, auf der es sich auf unbestimmte Zeit dreht. Um ein solches Feld zu erzeugen, wären Magnete erforderlich, die auf Supraleitung basieren. Ein solches System wird eine Masse von 9 Tonnen haben, es ist viel leichter als der Schutz mit einer Substanz, aber immer noch schwer.

Anhänger einer anderen Idee schlagen vor, das Raumschiff mit Strom aufzuladen Wenn die Spannung der Außenhaut 2 · 10 9 V beträgt, kann das Schiff alle Protonen der kosmischen Strahlung mit Energien bis zu 2 GeV reflektieren. Aber das elektrische Feld wird sich in diesem Fall über eine Entfernung von Zehntausenden von Kilometern erstrecken und die Raumsonde wird Elektronen aus diesem riesigen Volumen zu sich ziehen. Sie treffen mit einer Energie von 2 GeV auf die Haut und verhalten sich wie kosmische Strahlung.

„Kleidung“ für Weltraumspaziergänge von Astronauten außerhalb des Raumfahrzeugs sollte ein ganzes Rettungssystem sein:

muss die notwendige Atmosphäre zum Atmen und Aufrechterhalten des Drucks schaffen;

muss die Abfuhr der vom menschlichen Körper erzeugten Wärme gewährleisten;

Es soll vor Überhitzung schützen, wenn man sich auf der Sonnenseite befindet, und vor Auskühlung, wenn man sich im Schatten aufhält; der Unterschied zwischen ihnen beträgt mehr als 100 0 С;

Vor blendender Sonneneinstrahlung schützen;

Vor meteorischer Materie schützen

muss frei beweglich sein.

Die Entwicklung des Raumanzugs begann im Jahr 1959. Es gibt verschiedene Modifikationen von Raumanzügen. Sie werden ständig verändert und verbessert, hauptsächlich durch die Verwendung neuer, fortschrittlicherer Materialien.

Ein Raumanzug ist ein komplexes und teures Gerät, und das lässt sich leicht verstehen, wenn man sich beispielsweise die Anforderungen an den Anzug der Astronauten des Apollo-Raumschiffs ansieht. Dieser Anzug muss den Astronauten vor folgenden Faktoren schützen:

Die Struktur eines halbstarren Anzugs (für den Weltraum)

Der erste von A. Leonov verwendete Raumanzug war starr, unnachgiebig und wog etwa 100 kg, aber seine Zeitgenossen hielten ihn für ein wahres Wunder der Technik und „eine Maschine, die komplizierter als ein Auto“ war.

Daher sind nicht alle Vorschläge zum Schutz von Astronauten vor kosmischer Strahlung zuverlässig.

6. BILDUNG DES UNIVERSUMS

Ehrlich gesagt wollen wir es nicht nur wissen

wie es arrangiert wird, sondern auch, wenn möglich, um das Ziel zu erreichen

Utopisch und gewagt in der Erscheinung – um zu verstehen, warum

Die Natur ist genau das. Das ist was

Prometheisches Element wissenschaftlicher Kreativität.

A. Einstein.

Die kosmische Strahlung kommt also aus den grenzenlosen Weiten des Universums zu uns. Aber wie ist das Universum selbst entstanden?

Es ist Einstein, der den Satz besitzt, auf dessen Grundlage die Hypothesen über sein Auftreten aufgestellt wurden. Zur Entstehung des Universums gibt es mehrere Hypothesen. In der modernen Kosmologie sind zwei am beliebtesten: die Urknalltheorie und die Inflationstheorie.

Moderne Modelle des Universums basieren auf allgemeine Theorie Relativitätstheorie A. Einstein. Einsteins Gravitationsgleichung hat nicht eine, sondern viele Lösungen, was der Grund für die Existenz vieler kosmologischer Modelle ist.

Das erste Modell wurde 1917 von A. Einstein entwickelt. Er lehnte Newtons Postulate über die Absolutheit und Unendlichkeit von Raum und Zeit ab. Nach diesem Modell ist der Weltraum homogen und isotrop, die Materie darin ist gleichmäßig verteilt, die Anziehungskraft der Massen wird durch die universelle kosmologische Abstoßung kompensiert. Die Existenzzeit des Universums ist unendlich und der Raum ist unendlich, aber endlich. Das Universum in Einsteins kosmologischem Modell ist stationär, zeitlich unendlich und räumlich unbegrenzt.

Im Jahr 1922 gründete der russische Mathematiker und Geophysiker A.A. Friedman lehnte das Postulat der Stationarität ab und erhielt eine Lösung für die Einstein-Gleichung, die das Universum mit „ausdehnendem“ Raum beschreibt. Im Jahr 1927 führte der belgische Abt und Wissenschaftler J. Lemaitre das Konzept auf der Grundlage astronomischer Beobachtungen ein der Beginn des Universums als superdichter Zustand und die Geburt des Universums als Urknall. Im Jahr 1929 entdeckte der amerikanische Astronom E. P. Hubble, dass sich alle Galaxien von uns entfernen, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die proportional zur Entfernung zunimmt – das Galaxiensystem dehnt sich aus. Die Expansion des Universums gilt als wissenschaftlich gesicherte Tatsache. Nach den Berechnungen von J. Lemaitre betrug der Radius des Universums in seinem ursprünglichen Zustand 10 -12 cm, was

in der Größe nahe am Elektronenradius und dessen

die Dichte betrug 1096 g/cm³. Aus

Aus seinem ursprünglichen Zustand begann sich das Universum dadurch auszudehnen Urknall . G. A. Gamov, ein Schüler von A. A. Fridman, schlug dies vor Die Temperatur der Materie war nach der Explosion hoch und sank mit der Ausdehnung des Universums. Seine Berechnungen zeigten, dass das Universum in seiner Entwicklung bestimmte Stadien durchläuft, in denen die Entstehung von chemische Elemente und Strukturen.

Das Zeitalter der Hadronen(schwere Teilchen gehen starke Wechselwirkungen ein). Die Dauer der Ära beträgt 0,0001 s, die Temperatur beträgt 10 12 Grad Kelvin, die Dichte beträgt 10 14 g/cm 3 . Am Ende einer Ära kommt es zur Vernichtung von Teilchen und Antiteilchen, es bleibt jedoch eine bestimmte Anzahl von Protonen, Hyperonen und Mesonen übrig.

Die Ära der Leptonen(Lichtteilchen treten in elektromagnetische Wechselwirkung). Die Dauer der Ära beträgt 10 s, die Temperatur beträgt 10 10 Grad Kelvin, die Dichte beträgt 10 4 g/cm 3 . Die Hauptrolle spielen dabei Lichtteilchen, die an den Reaktionen zwischen Protonen und Neutronen beteiligt sind.

Photonen-Ära. Dauer 1 Million Jahre. Der Großteil der Masse – die Energie des Universums – fällt auf Photonen. Bis zum Ende der Ära sinkt die Temperatur von 10 10 auf 3000 Kelvin, die Dichte von 10 4 g/cm 3 auf 1021 g/cm 3. Die Hauptrolle spielt die Strahlung, die sich am Ende der Ära von der Materie trennt.

Star-Ära kommt 1 Million Jahre nach der Geburt des Universums. Im Sternzeitalter beginnt der Prozess der Bildung von Protosternen und Protogalaxien.

Dann entfaltet sich ein grandioses Bild der Entstehung der Struktur der Metagalaxie.

Eine weitere Hypothese ist das Inflationsmodell des Universums, das die Entstehung des Universums berücksichtigt. Die Idee der Schöpfung hängt mit der Quantenkosmologie zusammen. Dieses Modell beschreibt die Entwicklung des Universums, beginnend mit dem Moment 10–45 s nach Beginn der Expansion.

Dieser Hypothese zufolge durchläuft die kosmische Entwicklung im frühen Universum eine Reihe von Phasen. Beginn des Universums von theoretischen Physikern definiert als Zustand der Quantensupergravitation mit einem Radius des Universums von 10 -50 cm(Zum Vergleich: Die Größe eines Atoms ist definiert als 10 -8 cm, und die Größe Atomkern 10-13cm). Die Hauptereignisse im frühen Universum spielten sich über einen vernachlässigbaren Zeitraum von 10–45 s bis 10–30 s ab.

Stadium der Inflation. Durch den Quantensprung gelangte das Universum in einen Zustand angeregten Vakuums und in Abwesenheit von Materie und Strahlung darin, intensiv exponentiell erweitert. In dieser Zeit wurden Raum und Zeit des Universums geschaffen. Während der 10 -34 s dauernden Periode der Inflationsphase schwoll das Universum von unvorstellbar kleinen Quantengrößen (10 -33) auf unvorstellbar große (10 1000000) cm an, was viele Größenordnungen größer ist als die Größe des beobachtbaren Universums – 10 28 cm. Es gab keine Materie, keine Strahlung.

Übergang von der Inflationsphase zur Photonenphase. Der Zustand des falschen Vakuums löste sich auf, die freigesetzte Energie führte zur Entstehung schwerer Teilchen und Antiteilchen, die nach der Vernichtung einen starken Strahlungsblitz (Licht) erzeugten, der den Kosmos erleuchtete.

Das Stadium der Trennung von Materie und Strahlung: Die nach der Vernichtung verbleibende Substanz wurde für die Strahlung transparent, der Kontakt zwischen der Substanz und der Strahlung verschwand. Die von der Materie getrennte Strahlung macht das Moderne aus Relikt Hintergrund- Dies ist ein Restphänomen der anfänglichen Strahlung, die nach der Explosion zu Beginn der Entstehung des Universums entstand. Anschließend verlief die Entwicklung des Universums vom einfachsten homogenen Zustand zur Entstehung immer komplexerer Strukturen – Atome (ursprünglich Wasserstoffatome), Galaxien, Sterne, Planeten, die Synthese schwerer Elemente im Inneren von Sternen , einschließlich derjenigen, die zur Erschaffung des Lebens, zur Entstehung des Lebens und als Krone der Schöpfung notwendig sind – der Mensch.

Der Unterschied zwischen den Entwicklungsstadien des Universums im Inflationsmodell und im Urknallmodell betrifft nur die Anfangsphase in der Größenordnung von 10–30 s, dann gibt es keine grundsätzlichen Unterschiede zwischen diesen Modellen. Unterschiede in der Erklärung der Mechanismen der kosmischen Evolution mit Denkweisen verbunden .

Das erste war das Problem des Anfangs und Endes der Existenz des Universums, deren Anerkennung den materialistischen Behauptungen über Ewigkeit, Unzerstörbarkeit und Unzerstörbarkeit usw. von Zeit und Raum widersprach.

1965 bewiesen die amerikanischen theoretischen Physiker Penrose und S. Hawking einen Satz, nach dem es in jedem Modell des Universums mit Expansion eine Singularität geben muss – einen Bruch in den Zeitlinien in der Vergangenheit, der als Beginn der Zeit verstanden werden kann . Das Gleiche gilt für den Fall, dass die Expansion in eine Kontraktion übergeht – dann kommt es in der Zukunft zu einem Bruch in den Zeitlinien – dem Ende der Zeit. Darüber hinaus wird der Startpunkt der Kompression als das Ende der Zeit interpretiert – die Große Senke, in der nicht nur Galaxien, sondern auch die „Ereignisse“ der gesamten Vergangenheit des Universums fließen.

Das zweite Problem hängt mit der Erschaffung der Welt aus dem Nichts zusammen. A.A. Fridman leitet mathematisch den Zeitpunkt des Beginns der Weltraumexpansion mit einem Volumen von Null ab und spricht in seinem 1923 erschienenen populären Buch „Die Welt als Raum und Zeit“ von der Möglichkeit, „die Welt aus dem Nichts zu erschaffen“. Ein Versuch, das Problem der Entstehung von allem aus dem Nichts zu lösen, unternahm in den 80er Jahren der amerikanische Physiker A. Gut und Sowjetischer Physiker A. Linde. Die konservierte Energie des Universums wurde in gravitative und nichtgravitative Anteile unterteilt, die unterschiedliche Vorzeichen haben. Und dann wird die Gesamtenergie des Universums gleich Null sein.

Die größte Schwierigkeit für Wissenschaftler besteht darin, die Ursachen der kosmischen Evolution zu erklären. Es gibt zwei Hauptkonzepte, die die Entwicklung des Universums erklären: das Konzept der Selbstorganisation und das Konzept des Kreationismus.

Für das Konzept der Selbstorganisation ist das materielle Universum die einzige Realität, und außer ihr existiert keine andere Realität. In diesem Fall wird die Evolution wie folgt beschrieben: Es kommt zu einer spontanen Ordnung der Systeme in Richtung immer komplexerer Strukturen. Dynamisches Chaos schafft Ordnung. Es gibt kein Ziel der kosmischen Evolution.

Im Rahmen des Konzepts des Kreationismus, also der Schöpfung, ist die Entwicklung des Universums mit der Umsetzung eines Programms verbunden, das von einer Realität höherer Ordnung als der materiellen Welt bestimmt wird. Befürworter des Kreationismus weisen auf die Existenz einer gerichteten Entwicklung hin einfache Systeme zu komplexeren und informationsintensiveren, bei denen Bedingungen für die Entstehung von Leben und Mensch geschaffen wurden. Die Existenz des Universums, in dem wir leben, hängt von den Zahlenwerten der grundlegenden physikalischen Konstanten ab – der Planckschen Konstante, der Gravitationskonstante usw. Die Zahlenwerte dieser Konstanten bestimmen die Hauptmerkmale des Universums, die Größen von Atome, Planeten, Sterne, die Dichte der Materie und die Lebensdauer des Universums. Daraus wird geschlossen, dass die physikalische Struktur des Universums auf die Entstehung von Leben programmiert und ausgerichtet ist. Das ultimative Ziel der kosmischen Evolution ist das Erscheinen des Menschen im Universum gemäß den Absichten des Schöpfers.

Ein weiteres ungelöstes Problem ist das zukünftige Schicksal des Universums. Wird es auf unbestimmte Zeit weiter expandieren oder wird sich dieser Prozess nach einiger Zeit umkehren und die Kontraktionsphase beginnt? Die Wahl zwischen diesen Szenarien kann getroffen werden, wenn Daten über die Gesamtmasse der Materie im Universum (oder ihre durchschnittliche Dichte) noch unzureichend sind.

Wenn die Energiedichte im Universum niedrig ist, dehnt es sich dauerhaft aus und kühlt allmählich ab. Ist die Energiedichte größer als ein bestimmter kritischer Wert, wird die Expansionsstufe durch die Kompressionsstufe ersetzt. Das Universum wird schrumpfen und sich erwärmen.

Das Inflationsmodell sagte voraus, dass die Energiedichte kritisch sein sollte. Astrophysikalische Beobachtungen vor 1998 zeigten jedoch, dass die Energiedichte etwa 30 % des kritischen Wertes betrug. Doch die Entdeckungen der letzten Jahrzehnte ermöglichten es, die fehlende Energie zu „finden“. Vakuum verfügt nachweislich über positive Energie (dunkle Energie genannt) und ist gleichmäßig im Raum verteilt (ein weiterer Beweis dafür, dass es im Vakuum keine „unsichtbaren“ Teilchen gibt).

Heutzutage gibt es viel mehr Möglichkeiten, die Frage nach der Zukunft des Universums zu beantworten, und sie hängen maßgeblich davon ab, welche Theorie, die die verborgene Energie erklärt, richtig ist. Aber wir können mit Sicherheit sagen, dass unsere Nachkommen es sehen werden die Umwelt ganz anders als wir.

Es gibt sehr begründete Vermutungen, dass es zusätzlich zu den Objekten, die wir im Universum sehen, noch mehr verborgene Objekte gibt, die aber auch Masse haben, und diese „dunkle Masse“ kann zehnmal oder mehr größer sein als die sichtbare.

Kurz gesagt können die Eigenschaften des Universums wie folgt dargestellt werden.

Kurze Biographie des Universums

Alter: 13,7 Milliarden Jahre

Die Größe des beobachtbaren Teils des Universums:

13,7 Milliarden Lichtjahre, etwa 1028 cm

Durchschnittliche Materiedichte: 10 -29 g/cm³

Gewicht: über 10 50 Tonnen

Gewicht bei der Geburt:

nach der Urknalltheorie - unendlich

laut Inflationstheorie - weniger als ein Milligramm

Temperatur des Universums:

zum Zeitpunkt der Explosion - 10 27 K

modern - 2,7 K

7. FAZIT

Als ich Informationen über kosmische Strahlung und ihre Auswirkungen auf die Umwelt sammelte, kam ich zu der Überzeugung, dass alles auf der Welt miteinander verbunden ist, alles fließt und sich verändert und wir seit der Entstehung des Universums ständig die Echos der fernen Vergangenheit spüren.

Teilchen, die aus anderen Galaxien zu uns gelangt sind, tragen Informationen über ferne Welten. Diese „Außerirdischen“ sind in der Lage, spürbare Auswirkungen auf die Natur und biologische Prozesse auf unserem Planeten zu haben.

Im Weltraum ist alles anders: Erde und Himmel, Sonnenuntergänge und Sonnenaufgänge, Temperatur und Druck, Geschwindigkeiten und Entfernungen. Vieles davon erscheint uns unverständlich.

Der Weltraum ist noch nicht unser Freund. Es stellt sich dem Menschen als außerirdische und feindliche Kraft entgegen, und jeder Kosmonaut, der in die Umlaufbahn geht, muss bereit sein, dagegen anzukämpfen. Es ist sehr schwierig und nicht immer geht eine Person als Sieger hervor. Aber je teurer der Sieg ist, desto wertvoller ist er.

Der Einfluss des Weltraums ist eher schwer einzuschätzen, einerseits führte er zur Entstehung des Lebens und letztlich zur Entstehung des Menschen selbst, andererseits sind wir gezwungen, uns dagegen zu wehren. In diesem Fall ist es natürlich notwendig, einen Kompromiss zu finden und zu versuchen, das derzeit bestehende fragile Gleichgewicht nicht zu zerstören.

Juri Gagarin, der die Erde zum ersten Mal aus dem Weltraum sah, rief aus: „Wie klein sie ist!“ Wir müssen uns an diese Worte erinnern und unseren Planeten mit aller Kraft schützen. Schließlich können wir selbst in den Weltraum nur von der Erde aus gelangen.

8. BIBLIOGRAPHIE.

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7. http://www. rol. ru/ news/ misc/ spacenews/ 00/12/25. htm

8. http://www. grani. en/Gesellschaft/Wissenschaft/m. 67908.html

Ein Comic darüber, wie Wissenschaftler im Kampf gegen die kosmische Strahlung den Mars meistern werden.

Es erwägt mehrere Möglichkeiten für zukünftige Forschungen, um Astronauten vor Strahlenexposition zu schützen, darunter Arzneimitteltherapie, Gentechnik und Winterschlaftechnologie. Die Autoren stellen außerdem fest, dass Strahlung und Alterung den Körper auf ähnliche Weise töten, und weisen darauf hin, dass die Bekämpfung des einen gegen den anderen wirken könnte. Ein Artikel mit einem Kampfmotto im Titel Viva la radioresistance! („Es lebe die Strahlenresistenz!“) wurde im Oncotarget-Magazin veröffentlicht.

„Die Renaissance der Weltraumforschung wird wahrscheinlich zu den ersten bemannten Missionen zum Mars und in den Weltraum führen. Doch um unter den Bedingungen erhöhter kosmischer Strahlung zu überleben, müssen die Menschen widerstandsfähiger werden externe Faktoren. In diesem Artikel schlagen wir eine Methode zur Erzielung einer erhöhten Strahlenresistenz, Stressresistenz und Alterungsresistenz vor. Während wir an der Strategie arbeiteten, brachten wir führende Wissenschaftler aus Russland sowie von der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation, dem Canadian Radiation Centre und mehr als 25 anderen Zentren auf der ganzen Welt zusammen. Auch auf der Erde werden sich Strahlenresistenztechnologien als nützlich erweisen, insbesondere wenn „ Nebenwirkung„Es wird eine gesunde Langlebigkeit geben“, kommentiert Alexander Zhavoronkov, außerordentlicher Professor am Moskauer Institut für Physik und Technologie.

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Wir werden dafür sorgen, dass die Strahlung die Menschheit nicht daran hindert, den Weltraum zu erobern und den Mars zu kolonisieren. Dank der Wissenschaftler werden wir zum Roten Planeten fliegen und dort Disco und Barbecue veranstalten .

Raum gegen Mensch

„Im kosmischen Maßstab ist unser Planet nur ein kleines Schiff, gut geschützt vor kosmischer Strahlung. Das Erdmagnetfeld lenkt solare und galaktische geladene Teilchen ab und reduziert dadurch die Strahlung auf der Planetenoberfläche deutlich. Bei Weltraumflügen und der Besiedlung von Planeten mit sehr schwachen Magnetfeldern (z. B. dem Mars) wird es keinen solchen Schutz geben und Astronauten und Kolonisten werden ständig Strömen geladener Teilchen mit enormer Energie ausgesetzt sein. Tatsächlich hängt die Weltraumzukunft der Menschheit davon ab, wie wir dieses Problem überwinden“, sagt Andrey Osipov, Leiter der Abteilung für experimentelle Radiobiologie und Strahlenmedizin des Föderalen Medizinischen Biophysikalischen Zentrums, benannt nach A. I. Burnazyan, Professor der Russischen Akademie der Wissenschaften. Mitarbeiter des Labors für die Entwicklung innovativer Arzneimittel am Moskauer Institut für Physik und Technologie Andrey Osipov.

Der Mensch ist den Gefahren des Weltraums schutzlos ausgeliefert: Sonnenstrahlung, galaktische kosmische Strahlung, Magnetfelder, die radioaktive Umgebung des Mars, der Strahlungsgürtel der Erde, Mikrogravitation (Schwerelosigkeit).

Die Menschheit hat sich ernsthaft vorgenommen, den Mars zu kolonisieren – SpaceX verspricht, bereits 2024 einen Menschen auf den Roten Planeten zu bringen, doch einige erhebliche Probleme sind noch nicht gelöst. Eine der größten Gefahren für die Gesundheit von Astronauten ist also die kosmische Strahlung. Ionisierende Strahlung schädigt biologische Moleküle, insbesondere DNA, was zu verschiedenen Störungen führt: dem Nervensystem, dem Herz-Kreislauf-System und vor allem Krebs. Wissenschaftler schlagen vor, ihre Kräfte zu bündeln und mithilfe der neuesten Fortschritte in der Biotechnologie die Strahlenresistenz eines Menschen zu erhöhen, damit er die Weiten des Weltraums erobern und andere Planeten kolonisieren kann.

menschliche Verteidigung

Der Körper verfügt über Möglichkeiten, sich vor DNA-Schäden zu schützen und diese zu reparieren. Unsere DNA ist ständig betroffen natürliche Strahlung sowie reaktive Sauerstoffspezies (ROS), die bei der normalen Zellatmung gebildet werden. Doch bei der Reparatur von DNA können, insbesondere bei schweren Schäden, Fehler passieren. Die Anhäufung von DNA-Schäden gilt als eine der Hauptursachen des Alterns, daher sind Strahlung und Alterung ähnliche Feinde der Menschheit. Zellen können sich jedoch an die Strahlung anpassen. Es hat sich gezeigt, dass eine geringe Strahlendosis nicht nur keinen Schaden anrichtet, sondern die Zellen auch auf eine Begegnung mit höheren Dosen vorbereitet. Nun berücksichtigen internationale Strahlenschutzstandards dies nicht. Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass es eine bestimmte Strahlungsschwelle gibt, unterhalb derer das Prinzip „schwer zu erlernen – leicht zu bekämpfen“ greift. Die Autoren des Artikels glauben, dass es notwendig ist, die Mechanismen der Funkanpassungsfähigkeit zu untersuchen, um sie in Betrieb zu nehmen.

Möglichkeiten zur Erhöhung der Strahlenresistenz: 1) Gentherapie, Multiplex-Gentechnik, experimentelle Evolution; 2) Biobanking, regenerative Technologien, Gewebe- und Organtechnik, induzierte Zellerneuerung, Zelltherapie; 3) Strahlenschutzmittel, Geroprotektoren, Antioxidantien; 4) Winterschlaf; 5) deuterierte organische Komponenten; 6) medizinische Auswahl strahlenresistenter Personen.

Aleksey Moskalev, Leiter des MIPT-Labors für Genetik der Lebensdauer und des Alterns, korrespondierendes Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften, Doktor der Biologie, erklärt: „Unsere Langzeitstudien untersuchen die Auswirkungen niedriger Dosen ionisierender Strahlung auf die Lebensdauer von Modellen Tiere haben gezeigt, dass kleine schädigende Effekte die körper- und zelleigenen Abwehrsysteme stimulieren können (DNA-Reparatur, Hitzeschockproteine, Entfernung abgestorbener Zellen, angeborene Immunität). Im Weltraum werden die Menschen jedoch einem größeren und gefährlicheren Spektrum an Strahlendosen ausgesetzt sein. Wir haben eine große Datenbank mit Geroprotektoren aufgebaut. Die gewonnenen Erkenntnisse legen nahe, dass viele von ihnen nach dem Mechanismus der Aktivierung von Reservefähigkeiten funktionieren und so die Stressresistenz erhöhen. Es ist wahrscheinlich, dass eine solche Stimulation den zukünftigen Kolonisatoren des Weltraums helfen wird.

Astronautentechnik

Darüber hinaus ist die Strahlenresistenz bei Menschen unterschiedlich: Jemand ist strahlenresistenter, jemand weniger. Die medizinische Auswahl strahlenresistenter Personen umfasst die Entnahme von Zellproben potenzieller Kandidaten und eine umfassende Analyse der Radioadaptivität dieser Zellen. Die Strahlungsresistentesten werden in den Weltraum fliegen. Darüber hinaus ist es möglich, genomweite Studien an Menschen durchzuführen, die in Gebieten mit hoher Hintergrundstrahlung leben oder dieser beruflich ausgesetzt sind. Genomische Unterschiede bei Menschen, die weniger anfällig für Krebs und andere strahlenbedingte Krankheiten sind, können künftig isoliert und Astronauten „eingepfropft“ werden moderne Methoden Gentechnik, wie z. B. Genombearbeitung.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Gene einzuführen, um die Strahlenresistenz zu erhöhen. Erstens tragen antioxidative Gene dazu bei, Zellen vor reaktiven Sauerstoffspezies zu schützen, die durch Strahlung entstehen. Mehrere Versuchsgruppen haben bereits erfolgreich versucht, mithilfe solcher Transgene die Strahlenempfindlichkeit zu reduzieren. Diese Methode schützt jedoch nicht vor direkter Strahlenbelastung, sondern nur vor indirekter.

Es ist möglich, Gene für Proteine ​​einzuführen, die für die DNA-Reparatur verantwortlich sind. Solche Experimente wurden bereits durchgeführt – einige Gene haben wirklich geholfen, andere führten zu einer erhöhten genomischen Instabilität, sodass dieser Bereich auf neue Forschung wartet.

Eine vielversprechendere Methode ist der Einsatz strahlenschützender Transgene. Viele Organismen (z. B. Bärtierchen) weisen einen hohen Grad an Strahlenresistenz auf, und wenn Sie herausfinden, welche Gene und molekulare Mechanismen Dahinter steckt die Möglichkeit, sie mit Hilfe der Gentherapie auf den Menschen zu übertragen. Um 50 % der Bärtierchen abzutöten, ist eine Strahlendosis erforderlich, die das 1000-fache der für Menschen tödlichen Dosis beträgt. Kürzlich wurde ein Protein entdeckt, von dem angenommen wird, dass es einer der Faktoren für diese Ausdauer ist, der sogenannte Dsup-Schadenssuppressor. In einem Experiment mit einer menschlichen Zelllinie stellte sich heraus, dass die Einführung des Dsup-Gens den Schaden um 40 % reduziert. Damit ist das Gen ein vielversprechender Kandidat für den Schutz des Menschen vor Strahlung.

Erste-Hilfe-Kasten für Kämpfer

Arzneimittel, die die Strahlenabwehr des Körpers stärken, werden „Strahlenschutzmittel“ genannt. Bisher gibt es nur einen von der FDA zugelassenen Strahlenschutz. Aber die wichtigsten Signalwege in Zellen, die an den Prozessen seniler Pathologien beteiligt sind, sind auch an Reaktionen auf Strahlung beteiligt. Auf dieser Grundlage können Geroprotektoren – Medikamente, die den Alterungsprozess verlangsamen und die Lebenserwartung verlängern – auch als Strahlenschutz dienen. Laut den Datenbanken Geroprotectors.org und DrugAge gibt es über 400 potenzielle Geroprotektoren. Die Autoren glauben, dass es nützlich wäre, bestehende Medikamente auf ihre gero- und strahlenschützenden Eigenschaften hin zu überprüfen.

Da ionisierende Strahlung auch über reaktive Sauerstoffspezies wirkt, können Redoxfänger oder einfacher Antioxidantien wie Glutathion, NAD und seine Vorstufe NMN bei der Bewältigung der Strahlung helfen. Letzterer scheint zu spielen wichtige Rolle als Reaktion auf DNA-Schäden und sind daher unter dem Gesichtspunkt des Schutzes vor Strahlung und Alterung von großem Interesse.

Hypernation im Winterschlaf

Kurz nach dem Start der ersten Raumflüge begann der führende Designer des sowjetischen Raumfahrtprogramms, Sergei Koroljow, mit der Entwicklung eines ehrgeizigen Projekts für einen bemannten Flug zum Mars. Seine Idee war es, die Besatzung in einen Winterschlaf zu versetzen (engl. hibernation – „Winterschlaf“). Winterschlaf“) während der langfristigen Raumfahrt. Im Winterschlaf verlangsamen sich alle Prozesse im Körper. Tierversuche zeigen, dass in diesem Zustand die Widerstandsfähigkeit gegen extreme Faktoren zunimmt: Temperatursenkung, tödliche Strahlungsdosen, Überlastung usw. In der UdSSR wurde das Marsprojekt nach dem Tod von Sergei Koroljow eingestellt. Und jetzt arbeitet die Europäische Weltraumorganisation am Aurora-Projekt für Flüge zum Mars und zum Mond, das die Möglichkeit erwägt, Astronauten zu schlafen. Die ESA geht davon aus, dass der Winterschlaf für mehr Sicherheit bei langfristigen automatisierten Flügen sorgen wird. Wenn wir über die zukünftige Kolonisierung des Weltraums sprechen, ist es einfacher, eine Bank kryokonservierter Keimzellen zu transportieren und vor Strahlung zu schützen, als eine Population „bereiter“ Menschen. Dies wird jedoch in naher Zukunft offensichtlich nicht der Fall sein, und vielleicht werden die Funkschutzmethoden bis dahin so weit entwickelt sein, dass eine Person keine Angst vor dem Weltraum hat.

Schwere Artillerie

Alle organischen Verbindungen enthalten Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen (C-H). Es ist jedoch möglich, Verbindungen zu synthetisieren, die Deuterium anstelle von Wasserstoff, einem schwereren Analogon von Wasserstoff, enthalten. Aufgrund der größeren Masse sind Bindungen mit Deuterium schwieriger zu brechen. Der Körper ist jedoch darauf ausgelegt, mit Wasserstoff zu arbeiten. Wenn also zu viel Wasserstoff durch Deuterium ersetzt wird, kann dies schlimme Folgen haben. Bei verschiedenen Organismen wurde gezeigt, dass die Zugabe von deuteriertem Wasser die Lebensdauer verlängert und krebshemmende Wirkungen hat, aber mehr als 20 % des mit der Nahrung aufgenommenen deuterierten Wassers beginnt eine toxische Wirkung zu haben. Die Autoren des Artikels sind der Ansicht, dass präklinische Studien durchgeführt und ein Sicherheitsschwellenwert angestrebt werden sollten.

Eine interessante Alternative besteht darin, nicht Wasserstoff, sondern Kohlenstoff durch ein schwereres Analogon zu ersetzen. 13 °C ist nur 8 % schwerer als 12 °C, während Deuterium 100 % schwerer als Wasserstoff ist – solche Veränderungen sind für den Körper weniger kritisch. Diese Methode schützt jedoch nicht vor dem Aufbrechen der N-H- und O-H-Bindungen, die die DNA-Basen zusammenhalten. Zudem ist die Herstellung von 13 C heute sehr teuer. Gelingt es jedoch, die Produktionskosten zu senken, kann der Kohlenstoffersatz ein zusätzlicher Schutz für den Menschen vor kosmischer Strahlung sein.

„Das Problem der Strahlensicherheit von Teilnehmern an Weltraummissionen gehört zu der Klasse sehr komplexer Probleme, die nicht im Rahmen eines wissenschaftlichen Zentrums oder gar eines ganzen Landes gelöst werden können.“ Aus diesem Grund haben wir beschlossen, Spezialisten aus führenden Zentren in Russland und auf der ganzen Welt zusammenzubringen, um ihre Vision von Möglichkeiten zur Lösung dieses Problems zu erlernen und zu festigen. Unter den russischen Autoren des Artikels befinden sich insbesondere Wissenschaftler des FMBTS im. AI Burnazyan, IBMP RAS, Moskauer Institut für Physik und Technologie und andere weltberühmte Institutionen. Während der Arbeit an dem Projekt lernten sich viele seiner Teilnehmer zum ersten Mal kennen und planen nun, die begonnene gemeinsame Forschung fortzusetzen“, schließt Ivan Ozerov, Projektkoordinator, Strahlenbiologe und Leiter der Gruppe zur Analyse von Zellsignalwegen beim Skolkovo-Startup Insiliko.

Designerin Elena Khavina, MIPT-Pressedienst

In der Nähe der Erde schützt ihr Magnetfeld weiterhin – auch wenn es geschwächt ist und ohne die Hilfe vieler Kilometer Atmosphäre. Beim Fliegen im Polbereich, wo das Feld klein ist, sitzen die Astronauten in einem besonders geschützten Raum. Und für den Strahlenschutz bei einem Flug zum Mars gibt es noch keine zufriedenstellende technische Lösung.

Ich habe mich aus zwei Gründen entschieden, die ursprüngliche Antwort zu ergänzen:

1. An einer Stelle enthält es eine falsche Aussage und an einer Stelle keine richtige
2. nur der Vollständigkeit halber (Zitate)

1. In den Kommentaren kritisierte Susanna Die Antwort ist weitgehend richtig.

Über den Magnetpolen der Erde wird das Feld schwächer wie ich schon sagte. Ja, Susanna hat recht, dass es am Pol besonders groß ist (stellen Sie sich die Kraftlinien vor: Sie laufen genau an den Polen zusammen). Aber weiter Hohe Höhe Oberhalb der Pole ist es schwächer als an anderen Orten – aus dem gleichen Grund (stellen Sie sich die gleichen Kraftlinien vor: Sie gingen hinunter – zu den Polen, und oben waren sie fast verschwunden). Das Feld scheint zu sinken.

Aber da hat Susanna Recht Kosmonauten des Ministeriums für Notsituationen suchen aufgrund der Polarregionen keinen Schutz in einem speziellen Raum A: Mein Gedächtnis hat mich im Stich gelassen.

Aber dennoch Es gibt einen Ort, an dem besondere Maßnahmen ergriffen werden(Ich habe es mit den Polarregionen verwechselt). Das - über der magnetischen Anomalie im Südatlantik. Dort „sackt“ das Magnetfeld so stark ab, dass der Strahlungsgürtel u Ergreifen Sie besondere Maßnahmen, ohne dass es zu Sonneneruptionen kommt. Ich konnte nicht schnell ein Zitat über Sondermaßnahmen finden, die nichts mit der Sonnenaktivität zu tun haben, aber ich habe irgendwo darüber gelesen.

Und natürlich, Erwähnenswert sind die Blitze selbst: Sie verstecken sich auch vor ihnen im am besten geschützten Raum und laufen zu dieser Zeit nicht im gesamten Bahnhof herum.

Alle Sonneneruptionen werden sorgfältig überwacht und Informationen darüber an das Kontrollzentrum gesendet. Während dieser Zeit stellen die Astronauten ihre Arbeit ein und flüchten in die am besten geschützten Räume der Station. Solche geschützten Segmente sind die Abteile der ISS neben den Wassertanks. Wasser hält Sekundärteilchen – Neutronen – zurück und die Strahlungsdosis wird effizienter absorbiert.

2. Nur Zitate und zusätzliche Informationen

Einige Zitate unten erwähnen die Dosis in Sievert (Sv). Zur Orientierung einige Zahlen und wahrscheinliche Auswirkungen aus der Tabelle in

0-0,25 Ton Keine Wirkung außer mäßigen Blutveränderungen

0,25-1 Ton Strahlenkrankheiten bei 5–10 % der exponierten Personen

7 Sv ~100 % Todesfälle

Die tägliche Dosis auf der ISS beträgt etwa 1 mSv (siehe unten). Bedeutet, Sie können etwa 200 Tage lang ohne großes Risiko fliegen. Wichtig ist auch, wie lange die gleiche Dosis eingenommen wird: Die Einnahme über einen kurzen Zeitraum ist viel gefährlicher als die Einnahme über einen längeren Zeitraum. Der Körper ist kein passives Objekt, das lediglich Strahlungsdefekte „ansammelt“, sondern verfügt auch über „Reparatur“-Mechanismen, die in der Regel mit allmählich steigenden kleinen Dosen zurechtkommen.

Da es keine massive atmosphärische Schicht gibt, die den Menschen auf der Erde umgibt, sind Astronauten auf der ISS einer intensiveren Strahlung durch ständige Ströme kosmischer Strahlung ausgesetzt. An einem Tag erhalten Besatzungsmitglieder eine Strahlendosis in Höhe von etwa 1 Millisievert, was ungefähr der Strahlenbelastung eines Menschen auf der Erde für ein Jahr entspricht. Es führt zu erhöhtes Risiko die Entstehung bösartiger Tumore bei Astronauten sowie die Schwächung des Immunsystems.

Nach Angaben der NASA und Experten aus Russland und Österreich erhalten Astronauten auf der ISS eine tägliche Dosis von 1 Millisievert. Auf der Erde kann eine solche Strahlungsdosis selbst für ein ganzes Jahr nicht überall erreicht werden.

Dieses Niveau ist jedoch noch relativ erträglich. Allerdings muss berücksichtigt werden, dass erdnahe Raumstationen durch das Erdmagnetfeld geschützt sind.

Über ihre Grenzen hinaus wird die Strahlung um ein Vielfaches zunehmen, sodass Expeditionen in den Weltraum unmöglich werden.

Die Strahlung in Wohngebäuden und Laboren der ISS und der Mir war auf die Bombardierung der Aluminiumhülle der Station mit kosmischer Strahlung zurückzuführen. Schnelle und schwere Ionen schlugen eine ganze Menge Neutronen aus der Haut.

Derzeit ist es unmöglich, Raumfahrzeuge hundertprozentig vor Strahlung zu schützen. Genauer gesagt ist es möglich, aber aufgrund einer mehr als deutlichen Massenzunahme ist dies einfach inakzeptabel

Zusätzlich zu unserer Atmosphäre schützt das Erdmagnetfeld vor Strahlung. Der erste Strahlungsgürtel der Erde liegt in einer Höhe von etwa 600-700 km. Die Station fliegt jetzt in einer Höhe von etwa 400 km, was deutlich niedriger ist ... Schutz vor Strahlung im Weltraum ist (auch – Anm. d. Red.) der Rumpf eines Schiffes oder einer Station. Je dicker die Gehäusewände sind, desto größer ist der Schutz. Natürlich können die Wände nicht unendlich dick sein, da es Gewichtsbeschränkungen gibt.

Ionisierendes Niveau, das Hintergrundniveau der Strahlung auf der Internationalen Raumstation ist höher als auf der Erde (ungefähr 200-mal – Anm. d. Red.), was den Astronauten anfälliger macht ionisierende Strahlung als Vertreter traditionell strahlengefährdender Industrien wie der Kernenergie und der Röntgendiagnostik.

Neben Einzeldosimetern für Astronauten verfügt die Station auch über ein Strahlungsüberwachungssystem. ... Je ein Sensor befindet sich in den Mannschaftskabinen und je ein Sensor in den Klein- und großer Durchmesser. Das System arbeitet autonom 24 Stunden am Tag. ... Somit verfügt die Erde über Informationen über die aktuelle Strahlungssituation an der Station. Das Strahlungsüberwachungssystem ist in der Lage, ein Warnsignal „Überprüfen Sie die Strahlung!“ auszugeben. In diesem Fall würden wir das Abfeuern eines Banners mit einem begleitenden Tonsignal auf der Alarmtafel der Systeme sehen. Während der gesamten Existenz des Kosmischen Internationaler Sender solche Fälle gab es nicht.

Im... Bereich des Südatlantiks... "sacken" die Strahlungsgürtel über der Erde durch, weil tief unter der Erde eine magnetische Anomalie existiert. Raumschiffe, die über die Erde fliegen, „streifen“ sozusagen für sehr kurze Zeit Strahlungsgürtel ... in Kurven, die durch die Region der Anomalie führen. In anderen Kurven gibt es keine Strahlungsströme und bereitet den Teilnehmern von Weltraumexpeditionen keine Probleme.

Die magnetische Anomalie im Südatlantik ist nicht das einzige Strahlungs-„Unglück“ für Astronauten. Sonneneruptionen, die manchmal sehr energiereiche Teilchen erzeugen, können den Flügen von Astronauten große Schwierigkeiten bereiten. Welche Strahlungsdosis ein Astronaut bei der Ankunft von Sonnenteilchen auf der Erde erhalten kann, ist weitgehend eine Frage des Zufalls. Dieser Wert wird hauptsächlich durch zwei Faktoren bestimmt: den Grad der Verzerrung des Dipolmagnetfelds der Erde während magnetischer Stürme und die Parameter der Umlaufbahn des Raumfahrzeugs während eines Sonnenereignisses. ... Die Besatzung kann Glück haben, wenn die Umlaufbahnen zum Zeitpunkt der SCR-Invasion keine gefährlichen Gebiete in hohen Breiten passieren.

Einer der stärksten Protonenausbrüche – ein Strahlungssturm von Sonneneruptionen, der einen Strahlungssturm in der Nähe der Erde verursachte – ereignete sich erst vor kurzem – am 20. Januar 2005. Ein Sonnenausbruch ähnlicher Stärke ereignete sich vor 16 Jahren, im Oktober 1989. Viele Protonen mit Energien von über Hunderten von MeV erreichte die Magnetosphäre der Erde. Solche Protonen sind übrigens in der Lage, den Schutz einer Dicke von etwa 11 Zentimetern Wasser zu überwinden. Der Anzug des Astronauten ist dünner. Biologen glauben, dass die Auswirkungen der Strahlung natürlich die Gesundheit der Astronauten beeinträchtigt hätten, wenn sich die Astronauten zu diesem Zeitpunkt außerhalb der Internationalen Raumstation befunden hätten. Aber sie waren in ihr. Der Schutz der ISS ist groß genug, um die Besatzung in vielen Fällen vor den schädlichen Auswirkungen der Strahlung zu schützen. So war es während dieser Veranstaltung. Wie Messungen mit Hilfe von Strahlungsdosimetern zeigten, überstieg die von den Astronauten „eingefangene“ Strahlungsdosis nicht die Dosis, die ein Mensch bei einer herkömmlichen Röntgenuntersuchung erhält. Die ISS-Kosmonauten erhielten 0,01 Gy oder ~ 0,01 Sievert... Solche niedrigen Dosen sind zwar auch auf die Tatsache zurückzuführen, dass sich die Station, wie bereits geschrieben wurde, auf „magnetisch geschützten“ Umlaufbahnen befand, was möglicherweise nicht immer der Fall ist.

Neil Armstrong (der erste Astronaut, der den Mond betrat) berichtete der Erde von seinen ungewöhnlichen Empfindungen während des Fluges: Manchmal beobachtete er helle Blitze in seinen Augen. Manchmal erreichte ihre Häufigkeit etwa hundert pro Tag ... Wissenschaftler ... kamen zu dem Schluss, dass ... dafür galaktische kosmische Strahlung verantwortlich ist. Es sind diese hochenergetischen Teilchen, die eindringen Augapfel, verursachen Cherenkov-Glühen, wenn sie mit der Substanz interagieren, aus der das Auge besteht. Dadurch sieht der Astronaut einen hellen Blitz. Die effektivste Wechselwirkung mit Materie sind nicht Protonen, die in der Zusammensetzung der kosmischen Strahlung von allen anderen Teilchen am größten sind, sondern schwere Teilchen – Kohlenstoff, Sauerstoff, Eisen. Diese Teilchen haben eine große Masse und verlieren pro zurückgelegter Wegeinheit viel mehr Energie als ihre leichteren Gegenstücke. Sie sind für die Erzeugung des Cherenkov-Glühens und die Erregung der Netzhaut – der empfindlichen Membran des Auges – verantwortlich.

Bei Langstreckenflügen im Weltraum nimmt die Rolle der galaktischen und solaren kosmischen Strahlung als strahlungsgefährdende Faktoren zu. Es wird geschätzt, dass GCRs bei Flügen zum Mars zur Hauptstrahlungsgefahr werden. Der Flug zum Mars dauert etwa 6 Monate, und die integrale – Gesamtstrahlungsdosis von GCR und SCR ist in diesem Zeitraum um ein Vielfaches höher als die Strahlungsdosis zur ISS im gleichen Zeitraum. Daher steigt das Risiko radioaktiver Folgen im Zusammenhang mit der Durchführung von Weltraummissionen erheblich. Für ein Jahr Flug zum Mars beträgt die mit dem GCR verbundene absorbierte Dosis also 0,2–0,3 Sv (ohne Abschirmung). Sie kann mit der Dosis einer der stärksten Fackeln des letzten Jahrhunderts – August 1972 – verglichen werden. Während dieses Ereignisses war sie um ein Vielfaches geringer: ~0,05 Sv.

Die durch den GCR verursachte Strahlengefahr kann beurteilt und vorhergesagt werden. Mittlerweile wurde eine Fülle von Material über zeitliche GCR-Variationen im Zusammenhang mit dem Sonnenzyklus gesammelt. Dadurch konnte ein Modell erstellt werden, auf dessen Grundlage sich der GCR-Fluss für einen beliebigen Zeitraum vorhersagen lässt.

Bei der SCL ist die Sache deutlich komplizierter. Sonneneruptionen treten zufällig auf, und es ist nicht einmal offensichtlich, dass starke Sonnenereignisse in Jahren auftreten, die zwangsläufig nahe an der maximalen Aktivität liegen. Zumindest Erfahrung den letzten Jahren zeigt, dass sie auch während der Zeit des verblassenden Leuchtens auftreten.

Protonen von Sonneneruptionen stellen eine echte Bedrohung für Raumfahrtbesatzungen auf Langstreckenmissionen dar. Am Beispiel des Eruptionsausbruchs vom August 1972 kann durch Umrechnung der Sonnenprotonenflüsse in eine Strahlungsdosis gezeigt werden, dass dieser 10 Stunden nach Beginn des Ereignisses den tödlichen Wert für die Besatzung des Raumfahrzeugs überstieg waren außerhalb des Schiffes auf dem Mars oder, sagen wir, auf dem Mond.

An dieser Stelle sei an die Flüge des amerikanischen „Apollo“ zum Mond Ende der 60er – Anfang der 70er Jahre erinnert. Im August 1972 kam es zu einer Sonneneruption mit der gleichen Stärke wie im Oktober 1989. Apollo 16 landete nach seiner Mondreise im April 1972, und die nächste, Apollo 17, startete im Dezember. Hatte die Besatzung von Apollo 16 Glück? Sicherlich ja. Berechnungen zeigen, dass die Apollo-Astronauten, wenn sie im August 1972 auf dem Mond gewesen wären, einer Strahlendosis von ~4 Sv ausgesetzt gewesen wären. Das ist eine Menge zu sparen. Es sei denn ... es sei denn, er wird schnell zur Notfallbehandlung zur Erde zurückgebracht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, in das Cockpit der Apollo-Mondlandefähre zu gehen. Hier würde die Strahlendosis um das Zehnfache sinken. Nehmen wir zum Vergleich an, dass der Schutz der ISS dreimal dicker ist als der des Apollo-Mondmoduls.

Auf den Höhen Orbitalstationen(~400 km) Strahlungsdosen übersteigen die auf der Erdoberfläche beobachteten Werte um das ~200-fache! Hauptsächlich aufgrund der Partikel der Strahlungsgürtel.

Es ist bekannt, dass einige Routen interkontinentaler Flugzeuge in der Nähe der nördlichen Polarregion verlaufen. Dieser Bereich ist am wenigsten vor dem Eindringen energiereicher Teilchen geschützt und daher steigt bei Sonneneruptionen das Risiko einer Strahlenbelastung für Besatzung und Passagiere. Sonneneruptionen erhöhen die Strahlungsdosis in Flughöhen von Flugzeugen um das 20- bis 30-fache.

Kürzlich wurden die Besatzungen einiger Fluggesellschaften über den Beginn der Invasion von Sonnenpartikeln informiert. Eine kürzliche starke Sonneneruption im November 2003 führte dazu, dass die Besatzung des Chicago-Hongkong-Deltas vom Kurs abkam und eine Route mit niedrigeren Breitengraden zu ihrem Ziel nahm.

Die Erde wird durch die Atmosphäre und das Magnetfeld vor kosmischer Strahlung geschützt. Im Orbit ist der Strahlungshintergrund hundertmal größer als auf der Erdoberfläche. Jeden Tag erhält ein Astronaut eine Strahlendosis von 0,3 bis 0,8 Millisievert – etwa fünfmal mehr als bei einer Röntgenaufnahme des Brustkorbs. Bei Arbeiten im Freien ist die Strahlungseinwirkung sogar noch um eine Größenordnung höher. Und in Momenten starker Sonneneruptionen können Sie an einem Tag an der Station eine 50-Tage-Norm erreichen. Gott bewahre, dass Sie zu diesem Zeitpunkt nicht zu viel arbeiten – für einen Ausstieg können Sie die zulässige Dosis für Ihre gesamte Karriere wählen, die 1000 Millisievert beträgt. IN normale Bedingungen es würde für vier Jahre reichen – so viel ist bisher noch niemand geflogen. Darüber hinaus wird der Gesundheitsschaden bei einer solchen einmaligen Exposition viel höher sein als bei einer längeren Exposition.

Dennoch sind niedrige Erdumlaufbahnen immer noch relativ sicher. Das Erdmagnetfeld fängt geladene Teilchen aus dem Sonnenwind ein und bildet Strahlungsgürtel. Sie haben die Form eines breiten Donuts, der die Erde am Äquator in einer Höhe von 1.000 bis 50.000 Kilometern umgibt. Die maximale Partikeldichte wird in Höhen von etwa 4.000 und 16.000 Kilometern erreicht. Jede längere Verzögerung des Schiffes in den Strahlungsgürteln stellt eine ernsthafte Gefahr für das Leben der Besatzung dar. Als amerikanische Astronauten sie auf dem Weg zum Mond überquerten, riskierten sie, innerhalb weniger Stunden eine Dosis von 10 bis 20 Millisievert zu erhalten – wie bei einem Monat Arbeit im Orbit.

Bei interplanetaren Flügen ist die Frage des Strahlenschutzes der Besatzung noch akuter. Die Erde schirmt die Hälfte der harten kosmischen Strahlung ab und ihre Magnetosphäre blockiert den Fluss des Sonnenwinds fast vollständig. Im offenen Raum erhöht sich die Belastung ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen um eine Größenordnung. Manchmal wird die Idee diskutiert, kosmische Teilchen mit starken Magnetfeldern abzulenken, aber in der Praxis wurde bisher nichts außer der Abschirmung ausgearbeitet. Partikel der kosmischen Strahlung werden vom Raketentreibstoff gut absorbiert, was den Einsatz voller Tanks als Schutz vor gefährlicher Strahlung nahelegt.

Das Magnetfeld an den Polen ist nicht klein, sondern eher groß. Es wird dort einfach fast radial zur Erde gerichtet, was dazu führt, dass sich Partikel des Sonnenwinds, die von Magnetfeldern in den Strahlungsgürteln eingefangen werden, unter bestimmten Bedingungen an den Polen in Richtung Erde bewegen (herausfallen). Polarlichter verursachen. Für Astronauten stellt dies keine Gefahr dar, da die Flugbahn der ISS näher an der Äquatorzone verläuft. Die Gefahr besteht in starken Sonneneruptionen der Klassen M und X mit koronalen Auswürfen von Materie (hauptsächlich Protonen), die auf die Erde gerichtet sind. In diesem Fall wenden die Astronauten zusätzliche Strahlenschutzmaßnahmen an.

Antwort

ZITAT: „... Es sind nicht Protonen, die am effektivsten mit Materie interagieren, die die größte Anzahl aller anderen Teilchen in der kosmischen Strahlung darstellen, sondern schwere Teilchen – Kohlenstoff, Sauerstoff, Eisen …“

Bitte erklären Sie dem Unwissenden: Woher kommen die Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Eisenpartikel im Sonnenwind (kosmische Strahlung, wie Sie geschrieben haben) und wie können sie durch den Raumanzug in die Substanz gelangen, aus der das Auge besteht?

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2 weitere Kommentare

Ich erkläre... Sonnenlicht besteht aus Photonen(einschließlich Gammaquanten und Röntgenstrahlen, die durchdringende Strahlung sind).

Gibt es noch mehr? sonniger Wind. Partikel. Zum Beispiel Elektronen, Ionen, Atomkerne, die von der Sonne und von der Sonne fliegen. Es gibt dort nur wenige schwere Kerne (schwerer als Helium), da es in der Sonne selbst nur wenige davon gibt. Aber es gibt viele Alphateilchen (Heliumkerne). Und im Prinzip kann jeder Kern, der leichter als Eisen ist, fliegen (die einzige Frage ist die Anzahl der Ankommenden). Eine weitere Eisensynthese auf der Sonne (insbesondere außerhalb) findet nicht statt. Daher können nur Eisen und etwas Leichteres (z. B. derselbe Kohlenstoff) von der Sonne fliegen.

Kosmische Strahlung im engeren Sinne- Das geladene Teilchen mit besonders hoher Geschwindigkeit(und allerdings auch nicht aufgeladen), kamen (meistens) von außerhalb des Sonnensystems. Und auch - durchdringende Strahlung von dort(Manchmal wird es separat betrachtet und nicht zu den „Strahlen“ gezählt).

Unter anderem Teilchen, kosmische Strahlung enthalten die Kerne beliebiger Atome(natürlich in unterschiedlichen Mengen). Irgendwie Schwere Kerne, die auf die Substanz treffen, ionisieren alles, was ihnen in den Weg kommt(Und außerdem - nebenbei: Es gibt eine sekundäre Ionisierung - bereits durch das, was unterwegs ausgeschlagen wird). Und wenn sie eine hohe Geschwindigkeit (und kinetische Energie) haben, werden die Kerne noch lange Zeit mit diesem Geschäft (Fliegen durch Materie und deren Ionisierung) beschäftigt sein und nicht so schnell aufhören. Jeweils, wird durch alles fliegen und den Weg nicht verlassen- bis sie fast die gesamte kinetische Energie verbrauchen. Selbst wenn sie direkt in einen anderen Kern stolpern (was selten vorkommt), können sie ihn einfach beiseite werfen, fast ohne die Richtung ihrer Bewegung zu ändern. Oder nicht zur Seite, sondern mehr oder weniger in eine Richtung weiterfliegen.

Stellen Sie sich ein Auto vor, das mit voller Geschwindigkeit gegen ein anderes Auto prallt. Wird er aufhören? Und stellen Sie sich auch vor, dass seine Geschwindigkeit viele tausend Kilometer pro Stunde (noch besser - pro Sekunde!) beträgt und dass seine Kraft es ihm ermöglicht, jedem Schlag standzuhalten. Dies ist der Kern aus dem Weltraum.

Kosmische Strahlung im weitesten Sinne- das sind kosmische Strahlen im engeren Sinne, dazu der Sonnenwind und die durchdringende Strahlung der Sonne. (Na ja, oder ohne durchdringende Strahlung, wenn man es separat betrachtet).

Der Sonnenwind ist ein Strom ionisierter Teilchen (hauptsächlich Helium-Wasserstoff-Plasma), der von der Sonnenkorona mit einer Geschwindigkeit von 300–1200 km/s in den umgebenden Weltraum strömt. Es ist einer der Hauptbestandteile des interplanetaren Mediums.

Ein Haufen Naturphänomen mit dem Sonnenwind in Verbindung gebracht werden, einschließlich Weltraumwetterphänomenen wie magnetischen Stürmen und Polarlichtern.

Die Konzepte „Sonnenwind“ (ein Strom ionisierter Teilchen, der in 2-3 Tagen von der Sonne zur Erde fliegt) und „Sonnenlicht“ (ein Strom von Photonen, der in durchschnittlich 8 Minuten und 17 Sekunden von der Sonne zur Erde fliegt ) sollte nicht verwechselt werden.

Durch den Sonnenwind verliert die Sonne jede Sekunde etwa eine Million Tonnen Materie. Der Sonnenwind besteht hauptsächlich aus Elektronen, Protonen und Heliumkernen (Alphateilchen); die Kerne anderer Elemente und nichtionisierte Teilchen (elektrisch neutral) sind in sehr geringer Menge enthalten.

Obwohl der Sonnenwind aus der äußeren Schicht der Sonne kommt, spiegelt er nicht die Zusammensetzung der Elemente in dieser Schicht wider, da durch Differenzierungsprozesse die Häufigkeit einiger Elemente zunimmt und bei anderen abnimmt (FIP-Effekt).

Kosmische Strahlung - Elementarteilchen und die Kerne von Atomen, die sich mit hoher Energie im Weltraum bewegen[

Einteilung nach dem Ursprung der kosmischen Strahlung:

• außerhalb unserer Galaxie
• in der Galaxie
• in der Sonne
• im interplanetaren Raum

Extragalaktische und galaktische Strahlung werden üblicherweise als primär bezeichnet. Es ist üblich, Sekundärströme von Partikeln zu nennen, die in der Erdatmosphäre vorbeiziehen und sich dort umwandeln.

Kosmische Strahlung ist ein Bestandteil der natürlichen Strahlung (Hintergrundstrahlung) auf der Erdoberfläche und in der Atmosphäre.

Das Energiespektrum der kosmischen Strahlung besteht zu 43 % aus der Energie von Protonen, zu weiteren 23 % aus der Energie von Helium (Alphateilchen) und zu 34 % aus der Energie der übrigen Teilchen.

Bezogen auf die Teilchenzahl besteht die kosmische Strahlung zu 92 % aus Protonen, zu 6 % aus Heliumkernen, zu etwa 1 % aus schwereren Elementen und zu etwa 1 % aus Elektronen.

Traditionell werden die in CR beobachteten Teilchen in die folgenden Gruppen eingeteilt: Protonen, Alphateilchen, leichte, mittlere, schwere und superschwere Teilchen. chemische Zusammensetzung Primäre kosmische Strahlung ist ein ungewöhnlich hoher (mehrtausendfacher) Gehalt an Kernen der L-Gruppe (Lithium, Beryllium, Bor) im Vergleich zur Zusammensetzung von Sternen und interstellarem Gas. Dieses Phänomen wird durch die Tatsache erklärt, dass der Mechanismus der Erzeugung kosmischer Teilchen in erster Linie schwere Kerne beschleunigt, die bei Wechselwirkung mit Protonen des interstellaren Mediums in leichtere Kerne zerfallen.

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