Geimgeislun

Geimgeislun

Geimgeislun er náttúruleg geislun í formi agnaflaums utan úr geimnum. Geimgeislun á að mestu upptök sín utan sólkerfisins, en sólin sjálf blæs einnig til okkar hlöðnum ögnum. Lofthjúpur jarðar og segulsvið hlífa yfirborði hennar gegn geimgeislun, þannig að við yfirborð jarðar er geimgeislunin mikið deyfð og aðeins lítill hluti þeirrar náttúrulegu geislunar sem menn verða fyrir.

Geislaálagið við sjávarmál vegna geimgeislunar er um 0,04 µSv/klst (UNSCEAR, bls. 113). Í flughæð flugvéla í millilandaflugi er geislunin hinsvegar það mikil að fylgjast þarf sérstaklega með geislaálagi flugáhafna. Í um 11 km hæð er geislaálagið um 4 µSv/klst á norðlægum slóðum. Geislun við miðbaug í meira en 5 km hæð er helmingi minni en á norrænum slóðum. Geislunin er breytileg, aðallega vegna breytinga á yfirborðsvirkni sólar (sólgos,sólblettir).

Geimgeislunin kemur til Jarðar úr öllum áttum. Hún samanstendur að mestu leyti af atómkjörnum (án rafeinda) sem ferðast nálægt ljóshraða. Vegna þess að kjarnarnir eru jákvætt hlaðnir hefur segulsvið jarðar áhrif á stefnu þeirra og beinir þeim frá jörðinni. Sú vörn sem segulsviðið veitir kemur til viðbótar við vernd lofthjúpsins. Segulvörnin er áhrifaríkust um miðbaug en minnkar þegar norðar dregur (eða sunnar).

Um 95% af geislun sem flugáhafnir verða fyrir á upptök sín utan sólkerfisins (e. Galactic Cosmic Radiation, GCR) en afgangurinn kemur frá sólinni. Í þeirri geislun eru eindir sem eru um 85% róteindir (vetniskjarnar) og um 12% alfaagnir (helínkjarnar) (sjá heimild [1] bls.7). Afgangurinn eru frumeindakjarnar þyngri kjarntegunda en einnig er lítill hluti geislunarinnar rafeindir, gammaljóseindir og mjög orkumiklar nifteindir.

Vegna þess hve hraði atómkjarna í geimgeislun er mikill er hreyfiorka þeirra mjög mikil. Orka geimgeislunar er allt að 1020 eV og er ekki talið gerlegt að skerma flugvélar gegn henni (sjá heimild [4]) Í lofthjúpnum stöðvast geislunin með því að eindirnar lenda í árekstrum við frumeindir í lofthjúpnum og þá myndast margskonar agnir sem lenda í hrinu (e. shower) nýrra árekstra. Jónandi geislun á flugáhafnir samanstendur að mestu af nifteindum, róteindum, rafeindum, ljóseindum og mýeindum (e. muons). Líffræðileg áhrif nifteinda eru mest (heimild [1] bls. 10 og heimild [2]).

Geimgeislun frá sólinni er miklu minni en geislun utan sólkerfisins (GCR) en hún er mun breytilegri. Hún samanstendur að mestu leyti af prótónum. Aukið útstreymi róteinda frá sólinni (aukinn sólarvindur) skapar aukið segulsvið í sólkerfinu sem beinir geislun utan sólkerfis frá Jörðinni (‘Forbush effect’) og minnkar geislun í lofthjúpnum. Þetta gerist nokkrum sinnum á ári og getur staðið í nokkra daga. Geimgeislunin getur þá minnkað um meira en 20%. Við sólgos getur geimgeislun frá sólinni aukist. Það gerist að meðaltali svona einu sinni á ári og getur staðið í nokkra klukkutíma eða daga. Ekki er hægt að spá fyrir um hvenær þetta gerist (sjá heimild [1] bls. 8). Norðurljós og Suðurljós verða til þegar sólvindur kemst í gegnum segulsviðið og rekst á lofthjúp jarðar. Við áreksturinn örvast frumeindirnar í lofthjúpnum og fara á hærra orkustig. Þegar þær falla aftur niður í grunnástand sitt gefa þær frá sér ljós. [5]

Segulsvið jarðar beinir hlöðnum ögnum frá jörðinni. Mest eru áhrif segulsviðsins við miðbaug þar sem agnirnar nálgast jörðina þvert á segulsviðið. Við segulpólana er stefnan samsíða segulsviði og helst óbreytt. Ísland er nálægt norður-segulpólnum og nýtur lítillar verndar segulsviðs. Við yfirborð jarðar (við sjávarmál) skiptir þetta litlu máli þar sem vörn lofthjúpsins er ráðandi en í meira en 5 km hæð er munurinn nærri tvöfaldur á geislun við miðbaug og við segulpól (sjá t.d. heimild [2]).

Tilvísanir:

[1] Vinnuhópur Evrópusambandsins um geimgeislun flugáhafna. EU commission, Radiation Protection 140, 2004, Cosmic Radiation Exposure of Aircraft Crew, compilation of measured and calculated data. ISBN 92-894-8448-9.

[2] Ársskýrsla Geislavarna í Noregi um geislun starfsmanna, meðal annars í flugi. Statens Strålevern, 2005,Yrkesexponering í Norge (bls. 27-29) ISSN 0804-4910

[3] Wikipedia, www.wikipedia.org. Alfræðibók á netinu Cosmic ray

[4] Eugene N. Parker, 2006 Shielding Space Travelers, Scientific American, Mars 2006 hefti.

[5] Stjörnufræðivefurinn, Norðurljós,

2016-11-04T07:23:43+00:00 08.06.2016|Efnistök: , , , |Slökkt á athugasemdum við Geimgeislun