Download
1 / 40
440 likes | 649 Views
مخاطر تعرض الأطقم الجوية للإشعاع. د. محمد غفر جامعة تشرين المعهد العالي لبحوث البيئة. طبيعة وأنواع الإشعاع. الإشعاع غير المؤيِّن
E N D
مخاطر تعرض الأطقم الجوية للإشعاع د. محمد غفر جامعة تشرين المعهد العالي لبحوث البيئة
الإشعاع غير المؤيِّن أمواج كهرطيسية لا تحدث التأين في المادة (فوتونات طاقتها أقل من 12 eV). ويمكن تقسيم هذا النوع من الإشعاع إلى إشعاع راديويوإشعاع مكروي وإشعاع ضوئي (فوق بنفسجي، مرئي، تحت الأحمر). الإشعاع المؤيِّن هو الذي يحدث تأيناً في المادة، ويمكن أن يكون أشعة كهرطيسية مثل أشعة X وأشعة أو جسيمات عنصرية مثل و و n. طبيعة وأنواع الإشعاع
التفكك الإشعاعي • من أجل أن تكون الذرة مستقرة، لا بد أن يكون في نواتها نسبة معينة بين عدد النترونات إلى عدد البروتونات (منحني الاستقرار). وفي حالة عدم تحقق هذا الشرط، تكون الذرة غير مستقرة وتسعى إلى حالة الاستقرار عبر إصدار بعض أو كل الطاقة الإشعاعية الفائضة.
التأثيرات البيولوجية للإشعاع • عند سقوط الإشعاعات على الخلية الحية، تتأين بعض مكونات الخلية خاصةً جزيئات الماء التي تمثل الجزء الأكبر من مكونات أية خلية. ويؤدي تأين جزيئات الماء إلى حدوث تغييرات كيميائية تقود بدورها إلى إحداث تغيير في تركيب ووظيفة الخلية، وهذا بدوره يمكن أن يؤدي إلى موت الخلية أو تحولها إلى خلية سرطانية. • إن أية جرعة من الإشعاعات، ومهما قلت، تحمل معها احتمال الإصابة بالسرطان؛ • يزاد خطر الإصابة بالسرطان طرداً مع مقدار الجرعة، أي أن أية مضاعفة للجرعة قد تضاعف من احتمال حدوث السرطان.
الأشعة الكونية • الإشعاع المأسور (Trapped radiation)؛ • الإشعاع الكوني المتحدر من المجرات (Galactic cosmic radiation)؛ • الحوادث الجسيمية الشمسية الطاقية (ُEnergetic solar particle events).
الإشعاع المأسور • إن الحقل المغناطيسي للأرض هو المسؤول عن تكوين أطواق الإشعاع المأسور حول الأرض، حيث تقع الإلكترونات والبروتونات في ”الشرك“ في مناطقٍ تبدأ فوق الغلاف الجوي وتمتد إلى مسافة تتراوح بين 10 إلى 12 مرة من نصف قطر الأرض.
الإشعاع المأسور • إن الجسيمات المشحونة التي تجتاز هذه المناطق تتخذ مساراً حلزونياً حول خطوط الحقل المغناطيسي، وتتذبذب جيئةً وذهاباً بين ”النقاط العاكسة“ المتوضعة في اتجاهٍ معاكس لنصفي الكرة الأرضية.
الإشعاع المأسور • إن المحور المغناطيسي للأرض يميل بحدود 11 درجة عن محور الدوران الذاتي، وبالتالي فإنه يحيد قليلاً عن مركز الأرض. وكنتيجة لميل وحيدان الحقل المغناطيسي، تمتد أطواق البروتونات المأسورة نحو الغلاف الجوي في منطقةٍ تتوضع فوق أمريكا الجنوبية وجنوب المحيط الأطلسي. وتعرف هذه المنطقة بالظاهرة الأطلسية الجنوبية.
الإشعاع الكوني المتحدر من المجرات(الأشعة الكونية الأولية) • يتولد الإشعاع الكوني المتحدر من المجرات من خارج النظام الشمسي، ويتألف من نوى ذرية مشحونة مؤيَنة من: • الهيدروجين (87%) – (البروتونات)؛ • الهيليوم (12%) – (جسيمات ألفا)؛ • نوى ثقيلة مثل الكربون والنتروجين والأكسجين والكالسيوم والحديد (1%). • ويتميز هذا النوع من الإشعاع بطاقات حركية كبيرة جداً (أعلى من عدة آلاف من GeV في واحدة الكتلة الذرية).
الإشعاع الكوني المتحدر من المجرات(الأشعة الكونية الثانوية) • تنتج الأشعة الكونية الثانوية من تفاعل الأشعة الكونية الأولية مع مكونات الغلاف الجوي. وتتألف هذه الأشعة من: • مكونات خفيفة مثل الإلكترونات والميزونات والفوتونات؛ • مكونات ثقيلة مثل النترونات والبروتونات ومختلف الأيونات. • تقل كثافة الأشعة الكونية الأولية كلما اقتربنا من سطح الأرض، في حين تزداد كثافة الأشعة الكونية الثانوية بالاقتراب من سطح الأرض.
تأثير النشاط الشمسي على الإشعاع الكوني المتحدر من المجرات • في أثناء النشاط الشمسي الأعظمي (مرة أو مرتين كل 11 سنة)، فإن الحقل المغناطيسي البيكوكبي (بين الكواكب) والمتولد بواسطة الشمس، يقوم بإيجاد نوعاً من الوقاية للمنظومة الداخلية الشمسية، مؤدياً ذلك إلى إنقاص الكثافة الكلية للإشعاع الكوني المتحدر من المجرات. مع ملاحظة أن الجسيمات ذات الطاقة العالية لا يتم توهينها بصورة ملموسة، في حين يتم إنقاص الدفق ذات الطاقة المنخفضة وبصورة ملموسة. وعليه، فإن معدل الجرعة الناجمة عن إجمالي الإشعاع الكوني المتحدر من المجرات هو بحدود 2.5 أعلى في أثناء النشاط الشمسي الأصغري بالمقارنة مع النشاط الشمسي الأعظمي.
تأثير خطوط العرض على الإشعاع الكوني المتحدر من المجرات • أيضاً، يقوم الحقل الجيومغناطيسي بحرف العديد من مكونات الإشعاع الكوني المتحدر من المجرات ذات الطاقات المنخفضة، مؤدياً ذلك إلى وقاية من هذا الإشعاع تكون بتابعية درجة خط العرض. وبالمقارنة مع المدارات ذات درجات الميل المنخفضة، تتعرض المدارات ذات درجات الميل العالية إلى سويات مرتفعة من الإشعاع الكوني المتحدر من المجرات.
الحوادث الجسيمية الشمسية الطاقية • يُقصد بالحوادث الجسيمية الشمسية الطاقية إدخالات للإلكترونات الطاقية والبروتونات وجسيمات ألفا وجسيمات ثقيلة أخرى إلى الفضاء البيكوكبي في أثناء توهجات الشمس. ففي أثناء نشاط الشمس الأعظمي، تزداد تواترات وشدات توهجات الشمس. معظم توهجات الشمس لا يمثل خطراً ملموساً، ويعزى ذلك إما لأنها صغيرة جداً وبالتالي غير قادرة على حقن أعداد ملموسة من الجسيمات الشمسية الطاقية، أو لأنها تظهر عند توضعات طولانية شمسية غير مؤاتية لنقل هذه الجسيمات إلى الأرض عبر خطوط الحقل المغناطيسي البيكوكبي.
الحوادث الجسيمية الشمسية الطاقية • إن التوهجات أو السلاسل المتعاقبة السريعة من التوهجات العملاقة لها صلة مباشرة في توليد الحوادث الجسيمية الشمسية ذات الطاقة العالية جداً. هذه الحوادث البروتونية الشمسية تظهر مرة واحدة أو مرتين في كل دورة للشمس. في أثناء دورة الشمس الـ 22، ظهر أربع توهجات هائلة الضخامة ولمدة أربعة أشهر. وفي 19تشرين الأول من عام 1989، تم لحظ أكبر حدث.
الحوادث الجسيمية الشمسية الطاقية
الجرعة المكافئة لكامل الجسم بتابعية الارتفاع
الجرعة المكافئة لكامل الجسم بتابعية الارتفاع
حالة دراسة • عند ارتفاع التَّطواف، والذي يتراوح بين 10.000 و 12.000 متر، تكون الأشعة الكونية أكبر بـ 100 – 300 مرة بالمقارنة مع شدتها عند مستوى البحر. أما على متن طائرات الكونكورد، والتي تحلق على ارتفاع 18.000 متر، فإن معدل التعرض هو ضعف معدل التعرض على متن الطائرات التي تحلق بسرعة أقل من سرعة الصوت.
الإجراءات 1- التعرض المهني • يُنظر إلى العاملين الجويين الذين يتعرضون لجرعة سنوية تزيد عن 1 mSv كعاملين معرضين مهنياً للإشعاع الكوني، وبالتالي يجب اتخاذ إجراءات لإدارة هذا التعرض.
الإجراءات 2- ضبط التعرض المهني للإشعاع الكوني • يجب ضبط الجرعة بحيث تكون أقل ما يمكن؛ (As Low As Reasonably Achievable) (ALARA) عدم تجاوز الجرعة السنوية 20 mSv ICRP 60 International Commission on Radiological Protection
الإجراءات 3- مستوى التدخل • اتخاذ تدابير نوعية بما يؤدي إلى عدم الوصول إلى مستوى الجرعة السنوية؛ • اعتماد 6 mSv كمستوى تدخل ( 3l10 من حد التعرض للعاملين في الطاقة النووية)؛ • تعديل قوائم العمل لدى الاقتراب من هذه القيمة.
الإجراءات 5- تطبيق سويات الجرعة تقتضي إدارة التعرض المهني للأشعة الكونية ضرورة التدخل عندما يزيد التعرض السنوي عن 1 mSv.
الإجراءات 6- التعرض المفرط • إن منبع التعرض نسبياً ثابت؛ • إن التعرض المفرط للأفراد قليل الاحتمال؛ • استثناء ما سبق التوهج النادر للشمس والذي يعرض العاملين الجويين والركب الطائر إلى جرعات إشعاعية عالية جداً؛ • تزويد الطائرات التي تحلق على ارتفاعات عالية جداً بأجهزة قياس معدل الجرعة أو استقبال المعلومات اللازمة من الأقمار الصناعية أو المحطات الأرضية؛ • لدى حدوث توهجات شمسية بصورة مفاجئة، يجب خفض ارتفاع التحليق بما يؤدي إلى خفض الجرعة.
الإجراءات 7- المراقبة • يجب توفر معلومات عن ”جرعة الطريق“ بما يؤدي إلى توقع جرعات العاملين؛ • إذا كان من المفيد مراقبة الجرعات المستقبلة على كل رحلة، فإنه من الهام أيضاً استخدام برامج حاسوبية للمواءمة بين جرعة الرحلة وسجل العامل الجوي؛ • بالنسبة للطائرات التي تحلق على ارتفاع يفوق 50.000 قدم (15 كم)، يجب تزويدها بمعدات مراقبة للمناطق أو تزويدها بالمعلومات اللازمة عن طريق الأقمار الصناعية أو المحطات الأرضية.
الإجراءات 8- البرامج الحاسوبية الأخذ بعين الاعتبار نشاط البقع الشمسية والتغيرات الفصلية.
الإجراءات 10- سجلات الجرعة • ستسمح البرامج الحاسوبية بالمحافظة الدائمة على سجل الجرعات المتراكمة لكل عامل من العمال الجويين يزيد تعرضه السنوي عن 1 mSv؛ • يجب إتاحة هذا السجل أمام العامل؛ • إرسال سجل التعرض إلى المراكز المختصة بغية المعالجة وتحديد الإجراء اللاحق.
الإجراءات 10- المسافرون والعاملون غير المكلفين • يجب أن يُنظر إلى المسافرين الذين يتعرضون لجرعة سنوية تفوق 1 mSv كأشخاص معرضين مهنياً للإشعاع الكوني؛ • إن الجرعة التي يتلقاها بعض العمال الجويين العائدين من مهامهم وغير القائمين على رأس عملهم في أثناء رحلة العودة، يجب أن تضاف إلى سجلاتهم الذاتية.
الإجراءات 11- العاملات الحوامل • يجب أن تعلم العاملات الحوامل إدارتهن عن حملهن بالسرعة القصوى. ففي أثناء الحمل، تطبق الحدود الأصغرية للجرعة بغية حماية الجنين الشديد الحساسية للإشعاع؛ • التقليل قد الإمكان من التعرض للإشعاع الكوني؛ • التكليف بمهام أخرى طيلة فترة الحمل.
الإجراءات 12- إعلام العمال الجويين • يجب على رب العمل أو الإدارة إعلام العاملين الجويين بالمخاطر المحتملة نتيجة التعرض للأشعة الكونية؛ • إعلام العمال الجويين بالإجراءات التي تضمن جعل هذه المخاطر في حدودها الدنيا.
