Jesteś tutaj

Lotnicza fizyka jądrowa

Wnoszenie materiałów radioaktywnych na pokład samolotu jest, oczywiście, stanowczo zabronione. Dzięki temu możecie być (prawie)* pewni, że wasi współpasażerowie nie będą posiadać w torbie podręcznej żadnego źródła promieniowania. Nie myślcie jednak, że przed nim uciekniecie. Będzie zupełnie na odwrót!

Z niewielkimi dawkami promieniowania jonizującego spotykamy się na co dzień. Emitują je skały budujące skorupę ziemską, ale także dociera do nas odrobina promieniowania kosmicznego. Przed tym ostatnim znakomicie chroni nas atmosfera, jednak wraz ze wzrostem wysokości nad powierzchnią ziemi, nad naszymi głowami znajduje się coraz cieńszy powietrzny płaszcz ochronny.

Z poprzedniego fiztaszka dobrze już wiemy, że zwykły telefon komórkowy pozwala całkiem nieźle wykrywać podwyższoną radiację. Aby przekonać się czy jest on w stanie wykryć zmianę poziomu promieniowania wraz z wysokością, postanowiliśmy przeprowadzić kilka pomiarów w samolocie lecącym z Pragi do Abu Dhabi.

Zanim wsiądziesz na pokład…

...czeka Cię nudna i uciążliwa odprawa i kontrola bagażu podręcznego. Jednak dla nas przygoda z lotniczą fizyką jądrową zaczyna się już przy skanerze prześwietlającym bagaż podręczny. W pierwszej kolejności na tacce lądują telefony i tablety. Jednak tym razem nie leżą bezczynnie. Uruchomiona na nich aplikacja zmienia je w detektory promieniowania X i ku naszemu zadowoleniu, a co ważniejsze nie wzbudzając większych podejrzeń, udaje się zbadać jak działa tajemnicza maszynka:

Nasz smartfon świetnie poradził sobie z wykryciem wiązki rentgenowskiej i zarejestrował wyraźny wzrost liczby jasnych pikseli podczas przejeżdżania przez skaner. Z poniższego wykresu możemy odtworzyć czas trwania operacji skanowania. Widać, że naświetlanie bagażu trwa krótko i zajmuje mniej więcej 0,1 s.

W końcu w samolocie

Po odczekaniu swego w lotniskowej poczekalni, wreszcie jesteśmy na pokładzie samolotu. Po osiągnięciu wysokości przelotowej (10500 m) i po odebraniu kanapki od przemiłej stewardessy przyszedł czas na włączenie naszej aplikacji. Pierwsze efekty wydają się być zadowalające – aplikacja pokazuje podwyższony poziom promieniowania.

Następny krok to ustawienie tabletu tak, aby zliczał jasne piksele pojawiające się na jego matrycy w sposób ciągły podczas całego lotu. Nam natomiast pozostaje kanapka i rozkoszowanie się widokiem chmur za oknem.

Lot Praga – Abu Dhabi to jednak dla nas za mało. My chcemy więcej :) Kilka dni później wsiadamy więc do samolotu relacji Praga – Warszawa. Wysokość przelotowa 6500 m. Lot krótszy, jednak wystarczająco długi, aby zarejestrować wystarczającą ilość danych. Procedura pomiaru podobna: włączamy tablet i każemy mu zliczać jasne piksele pojawiające się na jego matrycy.

Dane zebrane podczas obu lotów przedstawione są na poniższym wykresie. Jak widać testowane były trzy urządzenia i każde z nich pokazało, że im wyżej lecimy, tym większy poziom promieniowania rejestrujemy.

No cóż, w zasadzie tego oczekiwaliśmy. Zgodnie z danymi na poniższym rysunku, moc dawki promieniowania kosmicznego na wysokości 6,5 km i 10,5 km powinna być odpowiednio 10 i 90 razy większa od mocy dawki na powierzchni ziemi. Musimy jednak również wziąć pod uwagę fakt, że wznosząc się oddalamy się od skorupy ziemskiej, która też promieniuje. W efekcie w samolotach lecących na wysokości 6,5 km i 10,5 km powinniśmy zaobserwować odpowiednio 3-krotny i 25-krotny wzrost mocy dawki.

żródło: Wydział Fizyki UW

Na naszym wykresie widać, że owszem, wzrost poziomu promieniowania jest obserwowany, ale ilościowej zgodności z oczekiwanym wynikiem brak. Prawda jest taka, że ciężko przeliczyć rejestrowane przez nas ślady promieniowania na moc dawki skutecznej, gdyż przelicznik ten zależy od energii bombardujących nas cząstek. Rozkład energii cząstek promieniowania ulega natomiast zmianom wraz z wysokością, czego w naszych pomiarach nie uwzględniamy.

Niemniej, przy pomocy powszechnie stosowanego urządzenia jakim jest smartfon, oraz prostej aplikacji na własne oczy możecie się przekonać, że lecąc samolotem dostajecie większą dawkę promieniowania, niż gdybyście jechali samochodem. Nie traktujcie tego jednak jako kolejny powód (po atakach terrorystycznych, serii dokumentów “Katastrofa w przestworzach” itd.), aby nie latać. Jest to całkowicie bezpieczny środek lokomocji - przynajmniej pod względem radiacyjnym.

*Kontrole na lotniskach uniemożliwiają wniesienie radioaktywnych materiałów, inaczej jest w przypadku komunikacji miejskiej - polecam przeczytać artykuł o skażeniu w Goiânii.

 

Dodaj komentarz