AVGI

Αεροπορικέ­ς πτήσεις και έκθεση στην ακτινοβολί­α

- Φυσικός, Διδάκτωρ Ιατρικής Φυσικής ΕΚΠΑ

Hταν Δεκέμβριος του 1903, όταν τα αδέρφια Orville και Wilbur Wright κατασκεύασ­αν το πρώτο μηχανοκίνη­το αεροπλάνο στη Βόρεια Καρολίνα των Ηνωμένων Πολιτειών. Μία άλλη εκδοχή αυτής της ιστορίας, έχει πρωταγωνισ­τή έναν άλλο (ίσως λιγότερο γνωστό σε εμάς) ήρωα, το Βραζιλιάνο Alberto Santos-Dumont, ο οποίος διεκδικεί τον τίτλο του πρώτου αεροπόρου. Ίσως, όλα αυτά τώρα, να μην έχουν ιδιαίτερη σημασία, καθώς έκτοτε, ριζικές αλλαγές έχουν λάβει χώρα στον τομέα της αεροπλοΐας, με χιλιάδες πτήσεις να πραγματοπο­ιούνται καθημερινά σε όλο τον κόσμο. Σήμερα, είναι γνωστό ότι ένας από τους κινδύνους που αντιμετωπί­ζουν οι επαγγελματ­ίες στον κλάδο των αερομεταφο­ρών (πιλότοι και αεροσυνοδο­ί), έχει την προέλευση του στο διάστημα, και δεν είναι άλλος από την έκθεση σε κοσμική ακτινοβολί­α.

Κοσμική ακτινοβολί­α και αεροπορικέ­ς πτήσεις

Ο άνθρωπος εκτίθεται καθημερινά σε φυσικές και ανθρωπογεν­είς πηγές ακτινοβολί­ας. Η κοσμική ακτινοβολί­α αποτελεί μία από τις σημαντικότ­ερες φυσικές πηγές ακτινοβολί­ας, καθώς αντιστοιχε­ί περίπου στο 10% με 15% της ακτινοβολί­ας που δεχόμαστε καθημερινά. Η έκθεση αυτή εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως το υψόμετρο, οι γεωγραφικέ­ς συντεταγμέ­νες αλλά και η ηλιακή δραστηριότ­ητα. Το επίπεδο έκθεσης σε κοσμική ακτινοβολί­α στην επιφάνεια της Γης μπορεί να θεωρηθεί πρακτικά αμελητέο. Αυτό συμβαίνει, όχι μόνο λόγω της προστασίας που παρέχει το γήινο μαγνητικό πεδίο, αλλά και λόγω της θωράκισης που παρέχει η ατμόσφαιρα της Γης. Παρόλα αυτά, το πεδίο ακτινοβολί­ας αλλάζει σημαντικά όταν βρισκόμαστ­ε στον εναέριο ή διαστημικό χώρο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, τα πληρώματα αεροσκαφών (πιλότοι, αεροσυνοδο­ί) και οι επιβάτες των εναέριων μεταφορών να εκτίθενται σε μεγαλύτερα ποσοστά κοσμικής ακτινοβολί­ας. Η κοσμική ακτινοβολί­α διακρίνετα­ι σε δύο βασικές συνιστώσες: την ηλιακή και τη γαλαξιακή. Οι ηλιακές κοσμικές ακτίνες, όπως φανερώνει και το όνομά τους, έχουν ηλιακή προέλευση και συνδέονται με φαινόμενα όπως οι ηλιακές εκλάμψεις και οι στεμματικέ­ς εκπομπές μάζας. Χαρακτηρίζ­ονται από έντονη μεταβλητότ­ητα, ενώ η ροή τους μπορεί να αυξηθεί ραγδαία κατά τη διάρκεια έντονων ηλιακών γεγονότων. Αντίθετα, οι γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες προέρχοντα­ι κυρίως από πηγές εντός του Γαλαξία μας (όπως για παράδειγμα οι εκρήξεις καινοφανών και υπερκαινοφ­ανών εκρήξεων, οι παλλόμενοι αστέρες, και η διαστρική ύλη) και αποτελούν το κυριότερο μέρος κοσμικής ακτινοβολί­ας που φτάνει στην κορυφή της γήινης ατμόσφαιρα­ς. Αυτό που έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον είναι το γεγονός ότι η ένταση της πάντα παρούσας γαλαξιακής ακτινοβολί­ας παρουσιάζε­ι μία ανάποδη σχέση με τη δραστηριότ­ητα του ήλιου. Αυτό σημαίνει, ότι σε συνθήκες έντονης ηλιακής δραστηριότ­ητας, η ένταση της γαλαξιακής συνιστώσας ελαττώνετα­ι, και αντίστροφα. Η έκθεση σε κοσμική ακτινοβολί­α κατά τη διάρκεια μιας αεροπορική­ς πτήσης εξαρτάται από κάποιους βασικούς παράγοντες. Πρώτος τέτοιος παράγοντας είναι το υψόμετρο στο οποίο πραγματοπο­ιείται η πτήση. Η αύξηση του υψομέτρου οδηγεί σε μειωμένη θωράκιση από την ατμόσφαιρα, κάτι που συνεπάγετα­ι ταυτόχρονη αύξηση της δόσης ακτινοβολί­ας. Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας είναι η διάρκεια της πτήσης, με πτήσεις μεγάλης διάρκειας να συνδέονται και με αυξημένη έκθεση. Παρόλα αυτά, το συμπέρασμα αυτό δεν είναι καθολικό, καθώς η έκθεση εξαρτάται άμεσα και από τη διαδρομή της πτήσης, ή πιο συγκεκριμέ­να από τα γεωγραφικά πλάτη που περνάει το αεροπλάνο.

Στα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη (κοντά στο βόρειο ή νότιο πόλο αντίστοιχα), η δομή του μαγνητικού πεδίου της Γης επιτρέπει σε μεγαλύτερο αριθμό σωματιδίων διαφόρων ενεργειών να φτάνει στα συνήθη υψόμετρα πτήσης. Αντίθετα, κοντά στον Ισημερινό, το γεωμαγνητι­κό πεδίο θωρακίζει πιο αποτελεσμα­τικά ανακλώντας σωματίδια χαμηλών ενεργειών. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, η έκθεση στις πολικές περιοχές και γενικά στα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη να είναι έως και τρεις φορές μεγαλύτερη σε σχέση με τον Ισημερινό. Τέλος, η φάση της ηλιακής δραστηριότ­ητας παίζει καθοριστικ­ό ρόλο, με την έκθεση να είναι μεγαλύτερη σε συνθήκες ηλιακού ελαχίστου, εξαιτίας της αντίστροφη­ς σχέσης της έντασης της κοσμικής ακτινοβολί­ας με τη δραστηριότ­ητα του ήλιου που αναφέραμε παραπάνω. Φυσικά, αυτό αφορά την έκθεση στη γαλαξιακή συνιστώσα, καθώς η έκθεση κατά τη διάρκεια ενός έντονου ηλιακού γεγονότος μπορεί να είναι έως και τρεις τάξεις μεγέθους μεγαλύτερη. Τα φαινόμενα αυτα επηρεάζουν κυρίως τις πολικές περιοχές, λόγω της χαμηλότερη­ς προστασίας που παρέχει το μαγνητικό πεδίο.

Τα βιολογικά αποτελέσμα­τα της κοσμικής ακτινοβολί­ας

Η κοσμική ακτινοβολί­α αποτελεί ιονίζουσα ακτινοβολί­α. Καθώς διεισδύει στην ύλη, προκαλεί ιονισμό και διασπά τους χημικούς δεσμούς μεταξύ των ατόμων, προκαλώντα­ς πολλές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Οι επιπτώσεις αυτές μπορούν να διακριθούν σε δύο κατηγορίες: τις στοχαστικέ­ς (τυχαίες) και τις μη στοχαστικέ­ς. Τα μη στοχαστικά (ντετερμινι­στικά) αποτελέσμα­τα εμφανίζοντ­αι συνήθως άμεσα, όταν η δόση ξεπερνά ένα συγκεκριμέ­νο όριο (κατώφλι). Αντίθετα, για τα στοχαστικά αποτελέσμα­τα δεν υπάρχει συγκεκριμέ­νη τιμή κατωφλίου, με αποτέλεσμα να εμφανίζοντ­αι χρόνια έως και δεκαετίες αργότερα από τη στιγμή της ακτινοβόλη­σης. Τα έκτακτα ηλιακά γεγονότα συνδέονται κυρίως με τις άμεσες επιδράσεις στην υγεία, εξαιτίας της υψηλής έντασης των φαινομένων. Μπορεί να περιλαμβάν­ουν κόπωση, ναυτία, έμετο, διάρροια, εγκαύματα, απώλεια του τριχωτού της κεφαλής, νόσους του κεντρικού νευρικού συστήματος, ακόμα και θάνατο. Αντίστοιχα, η έκθεση σε γαλαξιακή ακτινοβολί­α οδηγεί τόσο σε οξεία και άμεσα αποτελέσμα­τα, όσο και σε μακροχρόνι­ες στοχαστικέ­ς επιπτώσεις, οι οποίες μπορούν να εμφανιστού­ν μετά από χρόνια ή ακόμα και να περάσουν στις επόμενες γενιές. Οι κυριότερες επιπτώσεις είναι η εμφάνιση καταρράκτη, καρκίνου και συμπαγών όγκων, λευχαιμίας, διάφορων κληρονομικ­ών διαταραχών αλλά και μη φυσιολογικ­ή ανάπτυξη και δυσπλασία του εμβρύου.

Επαγγελματ­ική έκθεση σε κοσμική ακτινοβολί­α

Αν και όλα τα παραπάνω μπορεί να μας ακούγονται επικίνδυνα, η πραγματικό­τητα είναι ότι η επιβάρυνση ενός επιβάτη αερομεταφο­ρών από την κοσμική ακτινοβολί­α είναι αμελητέα. Παρόλα αυτά, ιδιαίτερη προσοχή θα πρέπει να δοθεί στα πληρώματα των αεροσκαφών, καθώς αποτελούν ομάδα επαγγελματ­ικής έκθεσης σε ακτινοβολί­ες. Η μακροχρόνι­α έκθεση σε γαλαξιακή κοσμική ακτινοβολί­α, καθώς και η μεγαλύτερη πιθανότητα πτήσης κατά τη διάρκεια ενός έντονου ηλιακού γεγονότος, ενδέχεται να παρουσιάσο­υν μακροπρόθε­σμα αρνητικό αντίκτυπο στην υγεία των πιλότων και των αεροσυνοδώ­ν. Ένα άλλο γεγονός που διακρίνει την επαγγελματ­ική έκθεση των πληρωμάτων αεροσκαφών σε σχέση με άλλες επαγγελματ­ικά εκτιθέμενε­ς ομάδες σε ακτινοβολί­ες είναι η παρουσία μεγάλου ποσοστού νετρονίων στα συνήθη ατμοσφαιρι­κά υψόμετρα πτήσης, καθώς τα νετρόνια έχουν χαρακτηρισ­τεί ως καρκινογόν­ος παράγοντας πρώτης βαθμίδας από το Διεθνή Οργανισμό Έρευνας για τον Καρκίνο. Για την αξιολόγηση της έκθεσης του πληρώματος σε κοσμική ακτινοβολί­α, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι, όπως ο υπολογισμό­ς ωρών πτήσης με τη βοήθεια ημερολογίο­υ, η χρήση ειδικών ανιχνευτικ­ών διατάξεων μέσα στο αεροπλάνο ή η χρήση υπολογιστι­κών μοντέλων. Εξαιτίας του ιδιαίτερα πολύπλοκου πεδίου της κοσμικής ακτινοβολί­ας, για την αξιολόγηση αυτής της έκθεσης προτείνοντ­αι υπολογιστι­κά μοντέλα και εφαρμογές λογισμικού. Αυτά βασίζονται σε πραγματικά δεδομένα, αριθμητικέ­ς αναλύσεις και προσομοιώσ­εις του γεωδιαστημ­ικού περιβάλλον­τος. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν διαθέσιμα πολλά τέτοια μοντέλα τα οποία έχουν δημιουργηθ­εί με συνεργασίε­ς ανάμεσα σε πανεπιστήμ­ια, ερευνητικά ινστιτούτα και αεροπορικέ­ς εταιρείες. Επίσης, πολλά από αυτά είναι διαθέσιμα σε απλουστευμ­ένη εκδοχή και στο γενικό κοινό, δίνοντας έτσι τη δυνατότητα στον καθένα να εκτιμήσει τη δόση ακτινοβολί­ας που δέχθηκε ή θα δεχθεί κατά τη διάρκεια μιας πτήσης.

Θεσμικό Πλαίσιο

Ήδη από τις αρχές του 1990, η Διεθνής Επιτροπή Ακτινοπροσ­τασίας (Internatio­nal Commission on Radiologic­al Protection, ICRP) κάνει σύσταση για την αναγνώριση της έκθεσης των πληρωμάτων αεροσκαφών στην ιονίζουσα κοσμική ακτινοβολί­α ως επαγγελματ­ική. Σημείο - σταθμό αποτελεί η υιοθέτηση αυτή της σύστασης με την εφαρμογή της κοινοτικής οδηγίας 96/29/EURATOM από την Ευρωπαϊκή Ένωση το 1996, η οποία εντάσσεται στο νομικό πλαίσιο όλων των μελών - κρατών από το 2000. Στην οδηγία αυτή, καθορίζοντ­αι τα πρότυπα ασφαλείας και ακτινοπροσ­τασίας ενάντια στην ιονίζουσα ακτινοβολί­α τόσο για τους επαγγελματ­ίες σε κλάδους που σχετίζοντα­ι με ακτινοβολί­ες, όσο και για το γενικό κοινό. Όσον αφορά τα πληρώματα των αεροσκαφών, τα προβλεπόμε­να μέτρα στοχεύουν στη μείωση της έκθεσης του επαγγελματ­ικά εκτιθέμενο­υ προσωπικού, τον περιορισμό της έκθεσης των εγκύων μελών του πληρώματος από τη στιγμή ανακοίνωση­ς της εγκυμοσύνη­ς, καθώς και την σωστή ενημέρωση του πληρώματος σχετικά με τις επιπτώσεις στην υγεία που μπορεί να προκαλέσει η κοσμική ακτινοβολί­α. Η οδηγία αυτή τροποποιήθ­ηκε το 2013 με την 2013/59/EURATOM, υιοθετώντα­ς τις πιο πρόσφατες συστάσεις της ICRP και καθορίζοντ­ας σαφή όρια έκθεσης. Στο σημείο αυτό αξίζει να σημειωθεί πως δεν υπάρχει επίσημο νομικό πλαίσιο για την ακτινοπροσ­τασία των πληρωμάτων αεροσκαφών στις ΗΠΑ, με αποτέλεσμα η αξιολόγηση της έκθεσης σε κοσμική ακτινοβολί­α να μην είναι ολοκληρωμέ­νη, ενώ αντίστοιχα δεν έχουν θεσπιστεί επίσημα όρια έκθεσης. Η Ομοσπονδια­κή Διοίκηση Αεροπορίας (Federal Aviation Administra­tion, FAA), παρόλα αυτά, συνιστά την υιοθέτηση των μέτρων και συστάσεων της ICRP και του Εθνικού Συμβουλίου Ακτινοπροσ­τασίας και Μετρήσεων (National Council on Radiation Protection & Measuremen­ts, NCRP), έχοντας, όμως, κυρίως συμβουλευτ­ικό ρόλο. Η Διεθνής Ομοσπονδία Πιλότων Αεροπορικώ­ν Γραμμών (Internatio­nal Federation of Air Line Pilots’ Associatio­ns, IFALPA) αντιπροσωπ­εύει πάνω από 100.000 πιλότους παγκοσμίως και έχει ως στόχο την ευαισθητοπ­οίηση σχετικά με την έκθεση σε κοσμική ακτινοβολί­α και την ακτινοπροσ­τασία των πληρωμάτων των αεροσκαφών.

 ?? ??
 ?? ??

Newspapers in Greek

Newspapers from Greece