К безобидности солнечных нейтрино

Владислав Кобычев, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник отдела физики лептонов Института ядерных исследований НАН Украины
Вла­ди­слав Кобы­чев,
канд. физ.-мат. наук, стар­ший науч­ный сотруд­ник отде­ла физи­ки леп­то­нов Инсти­ту­та ядер­ных иссле­до­ва­ний НАН Укра­и­ны

Пока­за­лось любо­пыт­ным оце­нить, сколь­ких людей уби­ва­ют еже­год­но сол­неч­ные ней­три­но. Ведь вза­и­мо­дей­ствие этих частиц с веще­ством хоть и ничтож­но мало, но не нуле­вое, бла­го­да­ря чему их и хва­та­ют за боро­ду (с). Ней­три­но, рас­се­яв­шись на элек­троне или атом­ном ядре в сре­де (напри­мер, в живой тка­ни), при­да­ют им энер­гию, вполне доста­точ­ную для иони­за­ции от тысяч до мил­ли­о­нов ато­мов. Иони­зи­ру­ю­щее излу­че­ние, хоть бы и очень сла­бое, созда­ет опре­де­лен­ную веро­ят­ность полу­чить леталь­ный рак. При­чем соглас­но так назы­ва­е­мой бес­по­ро­го­вой кон­цеп­ции эта веро­ят­ность про­пор­ци­о­наль­на дозе облу­че­ния, даже при очень малых дозах.

Итак, нач­нем с оцен­ки мощ­но­сти дозы, созда­ва­е­мой пото­ком сол­неч­ных ней­три­но. Она была сде­ла­на в рабо­те [1]. Мощ­ность экви­ва­лент­ной дозы для извест­но­го (рас­счи­тан­но­го и изме­рен­но­го) пото­ка и спек­тра сол­неч­ных ней­три­но ока­зы­ва­ет­ся рав­ной 10-7 мик­ро­зи­верт в год. Чуть боль­ше поло­ви­ны этой дозы воз­ни­ка­ет из-за рас­се­я­ния про­тон-про­тон­ных ней­три­но на элек­тро­нах, тогда как дру­гая поло­ви­на обу­слов­ле­на бор­ны­ми ней­три­но — и рас­се­я­ни­ем на элек­тро­нах, и коге­рент­ным рас­се­я­ни­ем на нук­ло­нах в ядрах, при­мер­но в рав­ных долях. Про­тон-про­тон­ные ней­три­но име­ют низ­кую энер­гию (мак­си­мум 0,42 МэВ), но их мно­го (60 млрд через квад­рат­ный сан­ти­метр в секун­ду), а бор­ные ней­три­но высо­ко­энер­гич­ны (до 15 МэВ), зато их поток в ~10 000 раз мень­ше.

Доза в 1 зиверт (Зв) — это, гру­бо гово­ря, ниж­няя гра­ни­ца луче­вой болез­ни (при одно­крат­ном облу­че­нии все­го тела), а так­же гра­ни­ца, раз­де­ля­ю­щая детер­ми­ни­сти­че­ские и сто­ха­сти­че­ские эффек­ты облу­че­ния. Ины­ми сло­ва­ми, при дозе выше зивер­та буду­щее любо­го постра­дав­ше­го очень опре­де­лен­но: ост­рая луче­вая неми­ну­е­ма, со все­ми сопут­ству­ю­щи­ми симп­то­ма­ми. А вот при малых дозах царит сто­ха­сти­ка — кому-то пове­зет, а кто-то зара­бо­та­ет рачок-с, и кто этот несчаст­лив­чик, пред­ска­зать зара­нее невоз­мож­но. Но это для одно­го чело­ве­ка впе­ре­ди сплош­ная неопре­де­лен­ность, а если взять мил­ли­он людей и всем выдать по мил­ли­зи­вер­ту, то коли­че­ство жертв лег­ко пред­ска­зу­е­мо: коэф­фи­ци­ент рис­ка, коим опе­ри­ру­ет Меж­ду­на­род­ная комис­сия по ради­а­ци­он­ной защи­те, равен 5,5х10-2 Зв-1, т. е. из это­го мил­ли­о­на леталь­ный исход угро­жа­ет в сред­нем 55 чело­ве­кам (про­из­ве­де­ние коэф­фи­ци­ен­та рис­ка на общую дозу, полу­чен­ную все­ми эти­ми людь­ми и рав­ную 1000 Зв).

Вер­нем­ся к нашим ней­три­но. Вся­кий чело­век 24 часа в сут­ки 7 дней в неде­лю, без пере­ры­вов, выход­ных и отпус­ков, облу­ча­ет­ся эти­ми части­ца­ми, но эффект, как мы виде­ли, обес­ку­ра­жи­ва­ю­ще мал — все­го 1013 Зв в год. Насе­ле­ние Зем­ли состав­ля­ет, гру­бо, 1010 людей, что при­во­дит к обще­че­ло­ве­че­ской мощ­но­сти дозы все­го лишь поряд­ка 1 мил­ли-зивер­та в год. Умно­жив ее на выше­ука­зан­ный коэф­фи­ци­ент леталь­но­го рис­ка, обна­ру­жи­ва­ем, что за год всё объ­еди­нен­ное чело­ве­че­ство поте­ря­ет лишь 5,5х10-5 зем­ле­ко­па чело­ве­ка.

Счи­та­ет­ся, что со вре­мен Ада­ма и Евы на свет роди­лось 200 млрд homo sapiens’ов (не уве­рен в точ­но­сти этой демо­гра­фи­че­ской оцен­ки, но встре­чал ее доволь­но часто). Допу­стив, с уче­том царив­шей в пеще­рах бру­таль­но­сти и анти­са­ни­та­рии, что сред­нее вре­мя жиз­ни состав­ля­ло 25 лет, полу­ча­ем 5 трлн чело­ве­ко-лет. Зна­чит, общая доза от сол­неч­ных ней­три­но, сово­куп­но полу­чен­ная людь­ми, начи­ная с палео­ли­та и до сего­дняш­не­го вече­ра, рав­на все­го-то поло­вине зивер­та. И сле­до­ва­тель­но, веро­ят­ность того, что хоть один из когда-либо жив­ших умер не от баналь­но­го уда­ра камен­ным топо­ром или от запу­щен­но­го насмор­ка, а чин­но-бла­го­род­но скон­чал­ся от рака, вызван­но­го родив­шим­ся в нед­рах Солн­ца ней­три­но, состав­ля­ет лишь три про­цен­та.

И эта оцен­ка, ско­рее все­го, завы­ше­на, посколь­ку 1) бес­по­ро­го­вая кон­цеп­ция — слиш­ком гру­бая (хотя и кон­сер­ва­тив­ная) модель и 2) рас­чет мощ­но­сти дозы от сол­неч­ных ней­три­но не учи­ты­ва­ет осцил­ля­ций (пре­вра­ще­ние элек­трон­ных ней­три­но в мюон­ные и тау), что умень­ша­ет их сече­ние рас­се­я­ния на элек­тро­нах.

1. Cossairt J. D., et al. Assessment of dose equivalent due to neutrinos /​/​ Health Phys. 1997. (73) 894.

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

2
Оставить комментарий

avatar
2 Цепочка комментария
0 Ответы по цепочке
0 Последователи
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
2 Авторы комментариев
ИльяДенис Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
Уведомление о
Денис
Гость
Денис

Из Вики­пе­дии:
Каж­дую секун­ду через пло­щад­ку на Зем­ле пло­ща­дью в 1 см² про­хо­дит око­ло 6×1010 ней­три­но, испу­щен­ных Солн­цем.

Илья
Гость
Илья

Ура! Хоть эта чаша гне­ва Гос­под­ня нас мину­ет.

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: