Ozáření při letu letadlem

Federální asociace letců v USA uznává piloty jako „pracovníky se zářením“. Při letech vysoko nad zemí mohou obdržet významně vysoké radiační dávky od kosmického záření, zejména ze Slunce. Při běžném typickém letu z Chicaga do Pekingu přes severní pól je pilot exponován stejně, jako by dvakrát absolvoval rentgen hrudníku. Při opakovaných letech se dávka sčítá a může vést až ke vzrůstu rizika rakoviny nebo šedého zákalu. Totéž se týká samozřejmě i cestujících.

„Ve věrnostním zákaznickém programu aerolinií znamená každých 100 000 nalétaných mil přibližně dvacet rentgenových snímků hrudníku,“ upozorňuje Chris Mertens, specialista výzkumu v Langley Research Centru NASA. „A platí to bez ohledu na zeměpisnou šířku,“ tvrdí.

Radiaci jsou vystaveni i lidé žijící na povrchu Země. Při interakci kosmického záření se stabilními prvky zejména v atmosférickém obalu Země vznikají průběžně jadernými reakcemi tzv. kosmogenní radionuklidy – např. známý izotop ¹⁴C reakcí ¹⁴N(n,p)¹⁴C, dalšími jsou např. ³H, ⁷Be, ²²Na aj.

NAIRAS – nástroj pro predikci expozice v reálném čase

Kosmické záření a jeho sekundární spršky dosahují až k zemskému povrchu, takže osoba na úrovni hladiny moře obdrží ekvivalent jednoho rentgenu hrudníku přibližně každých 10 dní. Na palubách letadel jsou ovšem dávky několikanásobně vyšší, protože ochranná vrstva atmosféry je slabší. Úroveň expozice závisí na mnoha faktorech – od výšky letu a zeměpisné šířky dráhy letu (polární trasy jsou ozařovány nejvíce) přes aktuální sluneční aktivitu až po počty slunečních skvrn (silná sluneční bouře může zvýšit úroveň radiace stonásobně). NASA vyvíjí na pomoc leteckým společnostem experimentální nástroj pro predikci expozice v reálném čase – NAIRAS (Nowcast of Atmosphere Ionizing Radiation for Aviation Safety, Předpovědi atmosférického ionizujícího záření pro letecký provoz). Mertens, který pracuje na systému NAIRAS, konstatuje, že počet přeletů nad póly se v posledních letech velmi zvýšil. Aerolinky tak šetří – cesty přes pól jsou kratší a hlavně se vyhýbají dráhám silného protivětru, který způsobuje zvýšenou spotřebu paliva. Úspory činí desítky tisíc dolarů.

Největší problém – póly

Magnetické pole Země odklání kosmické záření a energetické částice proudící ze Slunce. Protože ale magnetické siločáry vcházejí a vycházejí nejvíce z oblastí poblíž pólů, mohou se po siločárách dostat ionizující částice až k Zemi. V polárních oblastech je tedy radiace silnější. V typickém dni, kdy je Slunce v klidu, jsou dávky obdržené během polárního letu 3x až 5x vyšší než při domácích letech blíže k rovníku.

Chce-li řízení letového provozu znát aktuální situaci kolem pólu, NAIRAS mu pomůže on-line poskytnutím globální mapy radiačních dávek v různých letových výškách. Mapy generuje v téměř reálném čase počítač v Langley na základě měření sluneční aktivity a kosmického záření. „Jsme stále v experimentální fázi,” říká Mertens. „Cílem systému NAIRAS je poskytovat předpovědi analogické pozemským prognózám počasí.”

NAIRAS snižuje provozní náklady leteckého provozu

Hodnota projektu je pro letecké společnosti jasná. Možnost letět přes pól může za jeden let na palivu ušetřit 35 až 40 tisíc dolarů. Na druhou stranu cesta vyhýbající se radiační bouři může stát až 100 tisíc dolarů. NAIRAS tedy jako předpovědní nástroj může aerolinkám ušetřit nemalé částky.

Mertens a jeho kolegové nyní připravují porovnání předpovědí systému NAIRAS a aktuálních měření radiace prováděných při běžných letech na palubách letadel. „Dosavadní výsledky jsou povzbudivé,“ a dodává: „Ale musíme stále pracovat na vylepšování.“

Zdroj

http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2013/25oct_aviationswx

Autor: Dr. Tony Phillips

Podívejte se na aktuální radiační situaci nad severní polokoulí:
http://terra2.spacenvironment.net/~raps_ops/current_files/index.html