Kozmik Işınların Etkileri

1. KOZMİK IŞINLAR Kozmik Işın Nedir? • Kozmik Işınların Zararları Kozmik Işınların Etkileri Dünyamız uzaydan gelen yüksek enerjili parçacıklarla sürekli olarak bombardıman edilmektedir. Yüksek enerjili parçacıkların büyük bir çoğunluğu atmosfere ulaşan protonlardır. Güneşin aktif durumuna (güneş patlamalarına), yerin manyetik alanına ve yerküreden yüksekliğe (irtifa) bağlı olarak kozmik ışınların yoğunluğu değişir. Protonlar elektrik yüklü parçacıklar olduklarından atmosfere ulaştıklarında dünyanın manyetik alanının etkisine girerler. Bu nedenle kozmik ışın yoğunluğu ekvatordan kutuplara gidildikçe artar. Böylece, insanların aldığı radyasyon enlem arttıkça artar. Bu ışınların büyük bir kısmı dünya atmosferinden geçmeye çalışırken tutulurlar. Yani atmosferimiz kısmi olarak radyasyonu zırhlar. Bu nedenle, deniz seviyesine yaklaştıkça kozmik ışınların yoğunluğu dolayısıyla doz miktarı da azalır. UNSCEAR (United NationsScientificCommittee on theEffects of AtomicRadiation) tarafından yapılan hesaplamalara göre, kozmik ışınlardan kaynaklanan yer seviyesindeki yıllık etkin doz enlem ve yükseklikle değişse de 0,4 mSv civarındadır. Radyoaktivitenin keşfinden sonra dünya yüzeyinde az da olsa var olan iyonizasyonun radyoaktif elementlerden özellikle radon gazından kaynaklandığı düşünülmekteydi. Avusturyalı bilim insanı Viktor Francis Hess (1883- 1965) 1912 yılında balonla 5300 metre yükseklikte yaptığı ölçümlerle radyoaktivitenin bu rakımda deniz seviyesinden 2 kat daha fazla olduğunu saptadı. Bu durumun uzaydan gelen elektik yüklü yüksek enerjili parçacıkların etkisi ile gazlarda oluşan iyonlaşmadan kaynaklandığını ifade etti. (Hess bu buluşu ile 1936 yılında Nobel fizik ödülünü aldı.) İyonizasyona neden olan etkinin uzay kaynaklı olduğu Amerikalı bilim insanı Robert AndrewsMillikan (1868- 1953) tarafından da teyit edildi. İyonizasyona sebep olan bu etkiye Millikan tarafından “Kozmik Işın” adı verildi. • Dünyanın manyetik alanı, bir mıknatısın etrafında oluşan manyetik alan gibidir. Fakat bu alan sıkıştırılmış veya ezilmiş bir şekildedir. Sanki oluşan bir rüzgar sonucu biraz uzamış gibidir. Bunun sebebi uzaydan gelen kozmik ışınlar olarak adlandırılan parçacıklardır. Dünyamızın manyetik alanı, uzaydan gelen radyasyon için koruyucu bir kalkan görevi görmekte ve hayatın devamında büyük rol oynamaktadır. Gezegenlerin bazılarının manyetik alanları hiç yoktur, bazıları ise dünyanın manyetik alanından daha güçlü manyetik alanlara sahiptirler.Yapılan araştırmalar, manyetik alanı olmayan veya çok zayıf olan gezegenlerin uzaydan gelen radyasyon sonucu sularını kaybettikleri göstermiştir. Mars hemen hemen sıfır sayılabilecek bir manyetik alana sahiptir ve bu yüzden gezegendeki bütün su kaybedilmiştir. Bu kaybın en büyük sebebi güneşin oluşturduğu kozmik radyasyondur. Venüs de bütün suyunu kaybetmiştir. Kozmik ışınlar Dünya’ya uzayın her yönünden gelirler. Fakat elektriksel bakımdan yüklü olduklarından, Dünya manyetik alanının etkisi altında kalırlar. Bunun sonucunda kozmik ışınlar manyetik kutup bölgelerinde daha yoğundur. Kutup bölgelerinde yoğunlaşan kozmik ışınlardan “kutup fecri” ya da “kutup ışıkları” (aurora) denilen olay meydana gelir. Auroralar (kuzey/güney kutup ışıkları) gökyüzündeki, özellikle kutup bölgelerinde gökyüzünde gözüken, dünyanın manyetik alanından gelen yüklü parçacıkların çarpışmasından kaynaklanan doğal ışımalardır. ., genellikle geceleri gözlemlenen bu ışımalar ağırlıklı olarak iyonosferde meydana gelir. Daha uzun süreli karanlık ve manyetik alan dolayısıyla, kutuplara yakınlaştıkça daha çok görünür olurlar. Manyetik kutbun yakınlarında oluşan auroralar tam 90 derece, fakat uzaktan kuzey ufkunu yeşilimsi bir parlaklıkla, bazen de güneş alışılmamış bir yönden doğuyormuş gibi soluk bir kırmızıyla aydınlatırlar. Uçuş yüksekliğindeki kozmik ışın yoğunluğu yer seviyesine oranla daha fazla olduğundan, uçakla yapılan seyahatlerde yer seviyelerine göre daha fazla kozmik ışına maruz kalınır. Uçuşlarda alınan radyasyon dozu uçuş sürerine, uçuş rotasına ve irtifaya bağlı olarak değişmektedir. Kozmik ışınları meydana getiren süpernova nötron yıldızları Kozmik Işınlar Nasıl Oluşur? Kozmik ışınlar, dünya üzerinde elde edilemeyecek kadar yüksek enerjili ve yüklü,helyum veya proton çekirdeğine benzeyen az miktarda foton ve elektron karışımından oluşan, ışık hızına yakın hareket eden atom altı parçacıklardır. Kozmik ışınlar iki sınıfta incelenmektedir. Birincil kozmik ışınlar doğrudan yer yüzüne ulaşan çok yüksek enerjili kozmik ışınlardır. Ancak bazen kozmik ışın atmosferden geçerken atmosferdeki gaz atomlarıyla çarpışır. Bu durumda parçacık reaksiyona girerek başka parçacık haline dönüşür. Bunun sonucunda yere ulaşan kozmik ışınlara ise ikincil kozmik ışın denilmektedir. İkincil kozmik ışınların enerjileri daha düşüktür. Birincil kozmik ışınlar genellikle hidrojen veya helyum çekirdeklerinden oluşur. Hidrojen çekirdeği yani proton kozmik ışınların % 90 ını, helyum çekirdeği, yani alfa parçacığı(α) ise % 9 unu meydana getirir. Bütün diğer çekirdekler ve elektronlar ise geri kalan % 1 in içindedir. (Buradaki oranlar sayı oranlarıdır.) Bu oranlar genellikle yıldız yüzeylerinde gözlemlenen element bolluklarına denktir. Buna karşılık, ikincil kozmik ışınlarda farklı bir dağılım vardır ve ikincil kozmik ışınlarda lityum, berilyum ve bor gibi doğada az bulunan bazı atom çekirdeklerine de rastlanır. • Vücuttaki tüm hücrelerin gelişimini sağlayan DNA, kozmik radyasyona karşı duyarlıdır. Yüksek enerjili bir kozmik ışın parçacığı, canlı hücrenin yapısını bozar ve DNA’ yı olumsuz yönde değiştirir. Buna bağlı olarak hücre yapısında ciddi değişiklikler ve bozulmalar meydana getirebilir. Hayvanlar üzerinde yapılan deneyler, iyonize radyasyona maruz kalmanın altı ayın veya dokuz ayın sonunda dişi fetustaki yumurta hücrelerini öldürebildiğini göstermiştir. • Dünya üzerinde nesli tükenmiş bazı türlerin, (örneğin dinozorların) kozmik ışınlara maruz kalmış olabileceği ihtimali üzerinde durulmaktadır.