?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

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, создаёт определённую вероятность получить летальный рак. Причём, согласно так называемой беспороговой концепции, эта вероятность пропорциональна дозе облучения, даже при очень малых дозах.

Итак, начнём с оценки мощности дозы, создаваемой потоком солнечных нейтрино. Она была сделана в работе J.D. Cossairt et al. Assessment of dose equivalent due to neutrinos. Health Phys. 1997 (73) 894. 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 миллиардов через квадратный сантиметр в секунду), а борные нейтрино высокоэнергичны (до 15 МэВ), зато их поток в ~10000 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 определённо -- острая лучевая неминуема, со всеми сопутствующими симптомами. А вот при малых дозах царит стохастика -- кому-то повезёт, а кто-то заработает рачок-с, и кто этот несчастливчик, предсказать заранее невозможно. Но это для одного человека впереди сплошная неопределённость, 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).

Вернёмся 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 10-13 зиверт в год. Население Земли составляет грубо 1010 людей, что приводит к общечеловеческой мощности дозы всего лишь порядка 1 миллизиверта в год. Умножив её на вышеуказанный коэффициент летального риска, обнаруживаем, что за год всё объединённое человечество потеряет лишь 5,5х10-5 землекопа человека.

Считается, что со времён Адама и Евы на свет родилось 200 миллиардов Homo sapiens'ов (не уверен в точности этой демографической оценки, но встречал её довольно часто). Допустив с учётом царившей в пещерах брутальности и антисанитарии, что среднее время жизни составляло 25 лет, получаем 5 триллионов 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) расчёт мощности дозы от солнечных нейтрино не учитывает осцилляций (превращение электронных нейтрино в мюонные и тау уменьшает их сечение рассеяния на электронах).

UPD: Эта заметка опубликована в "Троицком Варианте" в рубрике "Несерьезно о серьезном": 28 июня 2016 года. ТрВ № 207, c. 13.

Comments

( 11 comments — Leave a comment )
naukarus
Jun. 18th, 2016 01:37 am (UTC)
Люблю такое. Вот это точно можно в ТрВ, ИМХО :)
2born
Jun. 18th, 2016 07:03 am (UTC)
+ много!
v1adis1av
Jun. 18th, 2016 09:08 am (UTC)
Рассматриваю Ваш отзыв как позитивную рецензию от специалиста по медицинской физике )
2born
Jun. 18th, 2016 06:46 pm (UTC)
:))))))))))))
v1adis1av
Jun. 18th, 2016 09:01 am (UTC)
Спасибо на добром слове ) Насчёт ТрВ не возражаю.
stepankapusta
Jun. 18th, 2016 05:46 am (UTC)
Спасибо, прочел с удовольствием.
v1adis1av
Jun. 18th, 2016 09:06 am (UTC)
)
antihydrogen
Jun. 18th, 2016 08:13 am (UTC)
А за миллиард лет погибнут 55000 человек! И я уж не говорю о том, что на Земле живут не только люди, и какой-нибудь беззащитной амебе хватит и удара всего одного нейтрино! Так что не пытайтесь оправдать якобы низким риском позорное отсутствие заботы об экологии. Даже простейшее природоохранное мероприятие - очистка солнечного ядра от гелия - снизит число жертв по меньшей мере в два раза!
v1adis1av
Jun. 18th, 2016 09:03 am (UTC)
Вот об амёбах-то я и забыл )
kurgus
Jun. 18th, 2016 07:44 pm (UTC)
очистка солнечного ядра от гелия
----
Спасем нашу сферу Дайсона биосферу, не пустим наше Солнышко на асимптотическую ветвь гигантов!
v1adis1av
Jun. 19th, 2016 11:46 am (UTC)
Если гелий в ядре загорится, нейтрино полетят гораздо более энергичные, и мощность дозы вырастет на порядки!
( 11 comments — Leave a comment )

Latest Month

August 2019
S M T W T F S
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

Tags

Powered by LiveJournal.com
Designed by Tiffany Chow