v1adis1av (v1adis1av) wrote,
v1adis1av
v1adis1av

Categories:

К безобидности солнечных нейтрино

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.
Tags: биология, всякая чушь, медицина, мои публикации, нейтрино, прикинем на пальцах, статистика, физика
Subscribe

  • R.I.P. Borexino (15.05.2007--07.10.2021)

    Сегодня остановлен набор данных в эксперименте Borexino. (видео: стоп последнего рана, снятие высокого напряжения с фотоумножителей) UPD: Для…

  • Исследование ковидной смертности по Википедии

    Пересечение категорий русского раздела Википедии " Умершие в России" и " Умершие в 2020-е годы" (здесь и далее -- вместе с подкатегориями на глубину…

  • Подопытность

    Впервые в жизни оказался в научной статье не автором и не цитируемым, а объектом исследования.

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 11 comments

  • R.I.P. Borexino (15.05.2007--07.10.2021)

    Сегодня остановлен набор данных в эксперименте Borexino. (видео: стоп последнего рана, снятие высокого напряжения с фотоумножителей) UPD: Для…

  • Исследование ковидной смертности по Википедии

    Пересечение категорий русского раздела Википедии " Умершие в России" и " Умершие в 2020-е годы" (здесь и далее -- вместе с подкатегориями на глубину…

  • Подопытность

    Впервые в жизни оказался в научной статье не автором и не цитируемым, а объектом исследования.