Bức xạ vũ trụ là gì: bức xạ từ không gian. Trong bài viết này, chúng ta cùng khám phá xem bức xạ vũ trụ là gì, tại sao chúng ta được bảo vệ khỏi bức xạ vũ trụ trên Trái đất, bức xạ vũ trụ ảnh hưởng như thế nào đến con người trong các công việc cụ thể và thậm chí có thể giúp cải tiến công nghệ điều trị ung thư như thế nào.
Tia vũ trụ là gì?
Tia vũ trụ là các hạt hạ nguyên tử năng lượng cực cao - chủ yếu là proton và hạt nhân nguyên tử kèm theo phát xạ điện từ - di chuyển trong không gian, cuối cùng bắn phá bề mặt Trái đất. Chúng di chuyển với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, khoảng 300 000 km/giây.
Tia vũ trụ đến từ đâu?
Tia vũ trụ có hai loại: thiên hà và mặt trời. Bức xạ vũ trụ thiên hà đến từ tàn dư của các siêu tân tinh, là những vụ nổ mạnh trong giai đoạn cuối của các ngôi sao lớn, có thể biến đổi thành lỗ đen hoặc bị phá hủy. Năng lượng giải phóng trong những vụ nổ này làm tăng tốc các hạt tích điện bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta, khiến chúng có khả năng đâm xuyên cao và cực kỳ khó che chắn. Về bản chất, các siêu tân tinh hoạt động giống như những máy gia tốc hạt tự nhiên, khổng lồ. Trái đất thường xuyên bị chiếu bởi bức xạ vũ trụ thiên hà.
Bức xạ vũ trụ mặt trời bao gồm các hạt mang điện do Mặt trời phát ra, chủ yếu là các electron, proton và hạt nhân heli. Một số bức xạ này liên tục được phát ra từ quầng Mặt trời, khiến các nhà khoa học gọi nó là “gió mặt trời”. Phần còn lại đến từ các sự kiện hạt Mặt trời - sự bùng phát đột ngột và lẻ tẻ của các hạt mang điện kèm theo sự phát xạ điện từ xảy ra khi từ trường trên bề mặt Mặt trời giãn ra và xoắn lại. Giống như một sợi dây cao su, các trường của Mặt trời có thể bị bật ra, đột ngột giải phóng năng lượng khổng lồ và gây ra những lo ngại tiềm ẩn về sức khỏe cho các phi hành gia trong không gian. Mặc dù hiếm gặp, nhưng các tia sáng mặt trời mạnh có thể tạo ra sự cố mất điện radio và tác động đến công nghệ thông tin liên lạc và công nghệ điều hướng hiện đại trên mặt đất.
Các tia vũ trụ có chiếu đến con người trên mặt đất không?
Trái đất được che chắn bởi một từ trường làm cho các hạt mang điện phản xạ từ cực này sang cực khác, tạo ra hai vành đai khổng lồ hình vòng (donut-shaped) chứa các electron và proton năng lượng. Từ quyển làm chệch hướng các tia vũ trụ và bảo vệ con người khỏi các tia sáng mặt trời. Đôi khi, bức xạ vũ trụ chiếu đến chúng ta, nhưng không tạo ra bất kỳ tác hại nào, giống như các mức bức xạ mức thấp khác mà con người thường xuyên tiếp xúc. Trung bình, con người bị chiếu khoảng 3,5 mSv bức xạ mỗi năm. Khoảng một nửa trong số này đến từ các nguồn nhân tạo như chụp X-quang, chụp X-quang tuyến vú và chụp CT, trong khi nửa còn lại từ các nguồn tự nhiên, trong đó khoảng 10% đến từ bức xạ vũ trụ.
Michael Hajek, Chuyên gia đo liều bên ngoài của IAEA cho biết: “Các tia vũ trụ đi vào bầu khí quyển tại các cực từ của Trái đất có thể tạo ra những ánh sáng cực quang đầy màu sắc rực rỡ”. Joan Feynman, một nhà vật lý thiên văn, người đã dành phần lớn cuộc đời để nghiên cứu ánh sáng cực quang, đã phát hiện ra rằng những hiện tượng kỳ diệu này chủ yếu được nhìn thấy ở các vĩ độ cao xung quanh Bắc Cực và Nam Cực là kết quả của sự va chạm giữa các hạt tích điện của gió Mặt Trời và các phần tử khí của không khí. Màu cực quang phổ biến nhất làmàu xanh lục vàng nhạt, được tạo ra bởi các phân tử oxy, trong khi nitơ tạo ra cực quang màu xanh lam hoặc đỏ tía.
Tia vũ trụ có chiếu đến con người khi chúng ta bay không?
Có. Trong khi hành khách đi máy bay bị chiếu với bức xạ vũ trụ mức cao, đặc biệt là ở độ cao và vĩ độ cao hơn, nhưng lượng bức xạ mà họ nhận được trong một chuyến bay là khá nhỏ. Phi hành đoàn và những người bay thường xuyên phải tiếp xúc với liều bức xạ mức cao hơn từ không gian, vì tần suất bay. Phi hành đoàn trên các chuyến bay thường hoạt động ở độ cao thấp sẽ khó vượt quá liều 1mSv mỗi năm. Tuy nhiên, phi hành đoàn phục vụ trên các tuyến đường dài vùng cực có thể phải tiếp xúc với liều hiệu dụng hàng năm lên đến 6mSv.
“Trong các tiêu chuẩn an toàn, IAEA có một phần riêng, GSR-3, phần 5, đưa ra những lựa chọn mà các Quốc gia Thành viên có thể làm để giảm chiếu xạ cho phi hành đoàn,” Tony Colgan, Trưởng bộ phận Bảo vệ Bức xạ của IAEA cho biết. Giờ bay của phi hành đoàn được kiểm soát bởi Hiệp hội Vận tải Hàng không Quốc tế (IATA), hiệp hội này cũng đặt giới hạn về liều bức xạ mà họ có thể tiếp xúc.
Còn các phi hành gia thì sao?
Phi hành đoàn vũ trụ nhận liều bức xạ thậm chí còn cao hơn. Một phi hành gia trên một trạm vũ trụ quay quanh Trái đất ở độ cao 400 km thường tiếp xúc với liều hơn 1/2mSv mỗi ngày. Trong 12 ngày, họ sẽ nhận được liều bằng phi hành đoàn nhận được trong một năm. Các cơ quan vũ trụ quốc gia đã thiết lập giới hạn liều nghề nghiệp cho các phi hành gia. Các tác động đến sức khỏe như tạo thành u ác tính và một số phản ứng mô nhất định có thể liên quan đến bức xạ vũ trụ ở các phi hành gia, mặc dù số các trường hợp là nhỏ gây khó khăn cho việc định lượng những tác động này.
Con người có thể hưởng lợi từ bức xạ vũ trụ trên Trái đất không?
Hajek nói: “Thật là thú vị khi sự hiểu biết của chúng ta về tổn thương tế bào gây ra bởi bức xạ vũ trụ mức cao có thể giúp thúc đẩy công nghệ điều trị ung thư bằng cách sử dụng máy gia tốc hạt năng lượng cao. Do những đặc tính riêng, các chùm hạt mang điện, tương tự như những hạt mang điện trong không gian, có thể phá hủy các khối u nằm sâu trong khi giảm thiểu thiệt hại cho các mô xung quanh”. Hajek giải thích: “Những hiểu biết sâu sắc từ liệu pháp ion sẽ cho phép chúng ta cải thiện khả năng bảo vệ bức xạ trong không gian và khắc phục những hạn chế hiện tại trong việc dự đoán các rủi ro sức khỏe khi du hành vũ trụ trong thời gian dài”.
https://www.varans.vn/