השאלה המלאה: מהי קרינה קוסמית? האם היא מסוכנת לגוף? האם נכון שבמהלך טיסות יש חשיפה גבוהה יותר לקרינה קוסמית ולכן הסיכון גבוה יותר? מה אפשר לעשות נגד זה? שמעתי על סוג מסוים של אצה שיכולה לעזור בסינון הקרינה. האם זה אמיתי? (אור)


אור, שלום!

שאלת כמה שאלות ואני אנסה לענות עליהן לפי הסדר.

קרינה קוסמית היא שם כולל לכל סוגי הקרינה המגיעים לכדור הארץ מהחלל. היא כוללת כמה וכמה מרכיבים – אלקטרונים (וקרינת בטא), פרוטונים, גרעיני אטומים מיוננים (קרינת אלפא ואטומים כבדים נוספים) וקרינה אלקטרומגנטית, ובפרט קרינת גמא.

מקובל לחלק את הקרינה הקוסמית גם לפי מקורה – קרינה המגיעה מהשמש וקרינה המגיעה ממקורות רחוקים בחלל. רכיב הקרינה המגיע מהשמש כולל בעיקר גרעיני הליום, פרוטונים ואלקטרונים ועוצמתו נמוכה יחסית לקרינה מעומק החלל, למעט במקרים של "התפרצויות שמש". עם זאת, כיוון שהשמש קרובה והחלל רחוק וכמעט ואינסופי כמעט, עוצמת הקרינה (השטף) המגיעה מהשמש גדולה בהרבה מזו המגיעה ממקורות גלקטיים.


כדור הארץ והקרינה הקוסמית המגיעה מהשמש וממקורות רחוקים | תרשים: נאס"א

הקרינה הקוסמית מתאפיינת בעוצמה רבה והיא קרינה מייננת, כלומר החלקיקים שלה נושאים די אנרגיה כדי לשבור את הקשרים בין האלקטרונים לגרעין כשהם פוגעים בהם. ככלל, קרינה מייננת אכן מסוכנת לבריאות, וזו גם הסיבה שבגללה בזמן של צילום רנטגן (רנטגן הוא סוג של קרינה מייננת), למשל, סייעת רופא השיניים יוצאת מהחדר לפני ההפעלה. אחת הסכנות המרכזיות היא שתהיה פגיעה בתאים, ובמיוחד בדנ"א, דבר שעלול לגרום מוטציות ובתנאים מסוימים אפילו סרטן. קיימים גם סיכונים נוספים בחשיפה ישירה לקרינה.

למזלנו, כדור הארץ מוקף בשכבת אטמוספרה שמסננת את רוב הקרינה הראשונית המתקרבת לעולמנו. הקרניים בעלות האנרגיה הגבוהה ביותר עדיין מצליחות לחדור את האטמוספרה, אך רוב הקרינה מסוננת בדרך. עם זאת, במהלך מעבר הקרניים באטמוספרה נוצרת "קרינה משנית" של חלקיקים שנוצרים בעקבות התגובה בין הקרן המקורית לחלקיקים הנמצאים באטמוספרה, וגם לה יש השפעה מסוימת. עם זאת, כיוון שהאנרגיה של הקרינה הזו נמוכה יותר, רובה מסונן על ידי האטמוספרה וההשפעה של השרידים המגיעים לפני הקרקע זניחה.


קרינה משנית. במעבר הקרניים באטמוספירה הן "מתפרקות" לקרניים משניות | תרשים: נאס"א

רובנו, מטבע הדברים, חיים על פני הקרקע ומוגנים מאחורי שכבה עבה של אטמוספרה. כיוון שבני האדם, כמו כל שאר המינים בכדור הארץ, התפתחו במהלך ההיסטוריה כשהם חשופים לכמות מסוימת של קרינה, הסתגלנו לקיומה ואין לנו סיבה לחשוש מהשפעותיה של הקרינה הקוסמית על בריאותנו.

אך אנשים הטסים במטוס אינם מצייתים לצו האבולוציוני, ולכן חושפים את עצמם לרמות גבוהות יותר של קרינה – כשאנו טסים בגובה רב נותרת מעלינו שכבה דקה יותר של אטמוספרה, ולכן הסינון של הקרינה הקוסמית מצומצם יותר. ככל שהמטוס טס גבוה יותר כך גדלה רמת הקרינה.

בנוסף, היות שלחלקיקים שמהם מורכבת הקרינה (פרוטונים וגרעינים כבדים) יש מטען חשמלי, מסלולם מושפע מהשדה המגנטי של כדור הארץ. ככלל אפשר למפות בדיוק מהם האזורים שבהם הקרינה גבוהה יותר ומהם המקומות האזורים שבהם היא נמוכה, אבל לעניין הטיסה מספיק לדעת שבטיסות צפוניות יותר (קרוב לקוטב) בחצי הכדור הצפוני הקרינה גבוהה יותר מאשר בטיסות קרובות יותר לקו המשווה (דרומה מקו רוחב 50).

האם זה מסוכן?

מבין כל האנשים שטסים, מי שמוטרדים הכי הרבה מהבעיה הם כמובן הדיילים ושאר אנשי צוות האוויר, שמבלים בשחקים הרבה יותר זמן מהאדם הפשוט, ואפילו יותר מנוסעים מתמידים כמותך – בארה"ב חישבו שמדובר ב-900 שעות טיסה בשנה בקו טרנס-אטלנטי). לכן ועדי העובדים של הדיילים במדינות השונות, כמו גם מוסדות הפיקוח האווירים ורשויות החוק, משקיעים משאבים רבים בהערכת הסיכונים. בגלל אינטרסים של הצדדים המעורבים מוטב כמובן לקחת את הנתונים בעירבון מוגבל, ומכל מקום לא זה הבמה שלנו אינה מיועדת לייעוץ רפואי, אלא להרחבת ההבנה המדעית.


דייל ודיילות | תמונה: ויקיפדיה; נוצרה בידי Andreimabingnay

אחרי ההסתייגות הזו, בואו נסתכל בחלק מהנתונים:

את הקרינה הנספגת בגוף האדם נהוג למדוד ביחידות של זיוורט, שהן יחידות של כמות אנרגיה (קרינה) לקילוגרם גוף, ולשקלל גורמים שמשפיעים על ספיגת הקרינה בגוף. האדם הממוצע נחשף לכשני מיליזיוורט בשנה ממקורות רדיואקטיביים טבעיים בסביבה, ביקורים במרפאות רנטגן ו-CT וכדומה. השפעות הקרינה הקוסמית גדלות בהרים ובמקומות גבוהים, וכאמור גם בקרבת הקטבים.

ומה קורה בטיסה? בגבהים נמוכים (כ-8,000 מטר), הקרינה מוערכת בכשלושה מיקרוזיוורט לשעה (1,000 מיקרוזיוורט=1 מיליזיוורט) בקווי רוחב צפוניים, ובערך מחצית מכך בקווי רוחב דרומיים יותר בחצי הכדור הצפוני. בטיסות גבוהות (כ-12,000 מטר) הנתונים גבוהים בערך כפליים, אך גם כך מדובר בכמות נמוכה מאוד. המחשבון הבא יכול לסייע בחישוב כמות קרינה הנספגת במהלך טיסה.

במטוס הקונקורד, שפעל עד שנת 2003, הותקנו גלאים מיוחדים לזיהוי חריגות ברמות הקרינה  המותרות. כיוון שהמטוס טס בגובה רב מאוד (עד 60 ק"מ), הוא היה חשוף הרבה יותר לקרינה הקוסמית, וכאשר קורות התפרצויות שמש רמות הקרינה בגובה הזה עלולות להיות חריגות.

בתכנון משימות חלל מקפידים להתייחס להתפרצויות שמש שמגדילות מאוד את עוצמת הקרינה הקוסמית. לשם כך מתכננים את מסלולי הטיסה תוך הימנעות משהייה ב"חגורות קרינה" שנוצרות כתוצאה מהשפעות השדה המגנטי של כדור הארץ,  והשמש וכוכבי הלכת על חלקיקים טעונים.

אז ארגיע אותך ואומר שנראה שהחשיפה הנוספת שלך לקרינה במהלך טיסות היא זניחה ואין ממה להתרגש. הסתייגות אחת נוגעת לנשים בהיריון – חישוב רמות הקרינה הבטוחות לאישה בהיריון ולעובר שונות במקצת, בעיקר מפני שבמהלך ההיריון יש חשיבות רבה לחלוקת התאים ולמוטציות שעלולות להיגרם לעובר במהלך התפתחותו.

ארגון התעופה הפדרלי האמריקאי ממליץ לנשים בהיריון להימנע מחשיפה של יותר מ-1 מיליזיוורט לשנה, ובכל מקרה פחות ממיליזיוורט אחד בכל תקופת ההיריון ולא יותר מחצי מיליזיוורט לחודש היריון. באומדן גס, כדי להגיע לרמה כזו יש לטוס כ-200 שעות בקווי רוחב צפוניים, וכ-400 שעות באזורים המשווניים. בטיסות גבוהות, כמו בחלק ממהלך הטיסה הטרנס-אטלנטית מדובר בכ-150 ו-300 שעות בהתאמה.

אז מה לעשות? לאכול אצות?

הקשר שבין אצות וקרינה צץ מפעם לפעם, ולאחרונה עלה שוב לכותרות ביחס להתמודדות עם נזקי הדליפה בפוקושימה. אחד החששות בקשר לקרינה רדיואקטיבית הוא מפני ספיגה של חומרים רדיואקטיביים בגוף. אחד החומרים המסוכנים הוא איזוטופ של יוד שנקרא "יוד 131" – סוג של יוד שנוצר בתהליכים גרעיניים ואינו קיים באופן טבעי. כדי למנוע את ספיגתו ממליצים לצרוך מזונות עשירים ביוד, כגון אצות למיניהן, וכך לוודא שהגוף יהיה רווי ביוד "רגיל" ולא יוכל לקלוט את האיזוטופ הרדיואקטיבי המסוכן לו.

חיזוק נוסף לקשר בין אכילת אצות להגנה מקרינה מצאו לכאורה אצל ניצולי פצצת האטום בנגסקי, שלפי הדיווח ספגו כמויות רבות מאוד של קרינה ובכל זאת הצליחו לשרוד בנזק מזערי. אך אמינותם של הדיווחים האלה מוטלת בספק ואינה נחשבת מבוססת מבחינה מדעית כיוון שלא נעשתה השוואה בינם לבין קבוצת ביקורת. מכל מקום, התזונה היפנית מבוססת ברובה על אצות ואין לדעת האם דווקא הן היו הדבר שיצר את ההגנה לכאורה.

כיוון שהשפעת הקרינה הקוסמית על הגוף אינה קשורה כלל לספיגת יוד, אין לו כמובן כל קשר להגנה מנזקי הקרינה הקוסמית. נראה ש"סגולות ההגנה" של האצות מפני נזקי קרינה רדיואקטיבית התבלבלו מעט בדרך לצלחת.


אצות. מימין: אצות וואקאמה. משמאל: אצות נורי | תמנות: ויקיפדיה; נוצרו בידי Denkhenk ו-Lyzzy

עם זאת, האצות אכן עשירות בנוגדי-חמצון שתורמים להארכת חיי התא ובעקיפין מפחיתים את הנזק שגורמת הקרינה. בקצרה, נוגדי החמצון מאריכים את חיי התא וכך מפחיתים את הסיכון למומים בעקבות חלוקה של תא שהדנ"א שלו מושחת. אסטרונאוטים השוהים בחלל בלי אטמוספרה שתגן עליהם מהקרינה הקוסמית לוקחים תרופות שנועדו להאט את חלוקת התאים ולהאריך את חייהם, במטרה להפחית את הסכנה לנזק בחשיפה לקרינה רדיואקטיבית ישירה.

לסיכום, הקרינה הקוסמית אכן גורמת נזק, והוא גדול יותר אצל מי שמרבים לטוס, אך גם אחרי 500 שעות טיסה הנזק המצטבר עדיין זניח בהחלט.אם אתה עדיין חושש תוכל להשתמש במחשבון הטיסות שבקישור למעלה, וזכור שביקור אחד אצל רופא השיניים שקול לכשלוש שעות טיסה, וסריקת CT שקולה לכ-3,000 שעות טיסה, אם חלילה תזדקק לה.

ולגבי האצות – אם לא יועיל, בטח לא יזיק. באותה מידה אפשר לצרוך כל מזון עשיר בנוגדי חמצון. הקישור שעושים תזונאים מסוימים בין אצות לקרינה ככל הנראה אינו מוצדק.

אז בינתיים,

 

 

טיסה נעימה!

כרמל שור
המחלקה לכימיה פיסיקלית
מכון ויצמן למדע


הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

4 תגובות

  • אנונימי

    מאמר מאוד מעניין

    היכן ניתן לקרוא את הדוקטורט של כרמל שור? תודה

  • עומר

    יש הבדל בין טיסת לילה לטיסת יום?

    אם לוקחים טיסת לילה יש פחות קרינה

  • ריקי

    קרינה במטוס ארה"ב - ישראל הלוך ושוב תוך 8 ימים מה ההסיכונים?

    אודה על מענה מיידי

  • עודד השודד

    מאמר נהדר!

    הרבה תודה לכרמל שור ולמכון דוידסון על הסבר מקיף ומפורט.
    כן ירבו