Posted on

HASIL Biomedis APOLLO – RADIASI PERLINDUNGAN DAN INSTRUMENTASI


HASIL Biomedis APOLLO – RADIASI PERLINDUNGAN DAN INSTRUMENTASI
oleh Vernon J. Bailey dan Lyndon B. Johnson Space Center

Pengantar

Radiasi matahari dan kosmik yang ditemukan di ruang angkasa telah lama dikenal sebagai bahaya yang mungkin dalam perjalanan ruang angkasa. Paparan radiasi tersebut memiliki potensi menyebabkan masalah medis serius. Sebagai contoh, paparan radiasi bisa menghasilkan sejumlah perubahan signifikan dalam berbagai elemen darah, membuat individu lebih rentan terhadap penyakit; juga, radiasi pengion tipe yang ditemukan di ruang angkasa dapat menghasilkan kerusakan yang signifikan pada lensa mata. paparan Radiasi juga dapat menyebabkan kerusakan sementara atau kekal terhadap sistem reproduksi mulai dari kesuburan berkurang menjadi kemandulan permanen. Tingkat kerusakan tergantung pada jaringan yang terlibat, lama pemaparan, dosis yang diterima, dan faktor lainnya.

misi Apollo menempatkan laki-laki untuk pertama kalinya di luar perisai geomagnetik bumi, menundukkan mereka untuk partikulat yang berpotensi berbahaya radiasi dari sebuah intensitas dan frekuensi tidak ditemui dalam lingkungan bumi. Selain itu, berbagai aspek operasi darat berbasis mendukung misi Apollo yang terlibat paparan beberapa bahan radioaktif, misalnya selama pembuatan, pengujian, dan pemasangan panel radioluminescent di pesawat ruang angkasa. Dalam penerbangan, astronot terpapar radiasi buatan manusia baik dan mereka yang terjadi secara alami dalam ruang. Dari dua, radiasi ruang berpose bahaya yang lebih besar dan sebagian besar tak terkendali. sumber radiasi buatan manusia, sedangkan kekuatan cukup besar, dapat dikontrol.

Proteksi radiasi Apollo program berfokus pada kedua radiasi alam ditemui dalam radiasi ruang dan buatan manusia ditemui di tanah dan di lingkungan ruang. Di kedua daerah, filosofi dasar tetap sama: untuk menghindari efek radiasi yang berbahaya dengan membatasi dosis radiasi ke level terendah dinilai konsisten dengan pencapaian tujuan menguntungkan.

Radiasi dari Space

Selama misi Apollo lengkap, astronot yang terkena beragam luas sumber radiasi. Ini termasuk sabuk Van Allen, sinar kosmik, neutron, dan partikel subatom lain yang dibuat dalam tumbukan energi tinggi partikel primer dengan bahan pesawat ruang angkasa. Spacecraft transfer dari orbit Bumi rendah ke pantai translunar mengharuskan melintasi wilayah elektron dan proton terjebak geomagnetically dikenal sebagai sabuk Van Allen. Ketika di luar sabuk ini, awak pesawat ruang angkasa dan secara terus-menerus mengalami energi tinggi sinar kosmik dan probabilitas berbagai semburan partikel dari matahari. Selain itu, tanggung jawab individu awak berbeda, dan dengan ini, paparan radiasi mereka. Ruang bebas aktivitas extravehicular, aktivitas permukaan bulan dan Komando intravehicular dan aktivitas Lunar Modul yang dikenakan dosis radiasi yang berbeda-beda.

Van Allen Belts

Masalah melindungi astronot terhadap radiasi yang ditemukan dalam sabuk Van Allen diakui sebelum munculnya penerbangan angkasa berawak. Kedua band radiasi terperangkap, ditemukan selama penerbangan Explorer I pada 1958, pada dasarnya terdiri dari proton dan elektron energi tinggi, sebagian besar dari yang, pada waktu itu, puing-puing dari tes tinggi ketinggian senjata nuklir. Solusi sederhana untuk perlindungan adalah untuk tetap berada di bawah ikat pinggang [bawah ketinggian sekitar 556 km (300 mil laut?)] Ketika di orbit Bumi, dan untuk melintasi sabuk cepat dalam perjalanan ke luar angkasa. Pada kenyataannya, masalah ini agak lebih kompleks. Sabuk radiasi bervariasi di ketinggian lebih dari berbagai belahan bumi dan tidak hadir di utara dan selatan kutub magnet. Sebagian sangat besar dari sabuk Van Allen adalah daerah yang dikenal sebagai anomali Atlantik Selatan (gambar 1). Selama wilayah Atlantik Selatan, medan geomagnetik menarik partikel lebih dekat ke bumi daripada di daerah lain di dunia. Kemiringan orbit pesawat antariksa menentukan jumlah lintasan dilakukan per hari melalui wilayah ini dan, dengan demikian, dosis radiasi.

Partikel dalam sabuk Van Allen, dalam spiral sekitar garis magnet bumi gaya, directionality layar. directionality ini bervariasi terus menerus dalam hubungan sudut dengan lintasan pesawat ruang angkasa. Oleh karena itu, dosimetri instrumentasi untuk digunakan dalam sabuk Van Allen memiliki sensor radiasi relatif omnidirectional sehingga fluks radiasi akan diukur secara akurat. Van Allen belt dosimeter (gambar 2) dirancang khusus untuk dosimetri Apollo dalam sabuk radiasi tersebut.

Solar-partikel Radiasi

Tidak ada matahari-partikel besar kejadian terjadi selama misi Apollo. Meskipun banyak usaha telah dikeluarkan dalam bidang peramalan surya-event, letusan individu dari permukaan matahari telah terbukti tidak mungkin untuk meramalkan. Yang terbaik yang dapat diberikan adalah perkiraan dosis partikel, diberikan visual atau frekuensi radio (RF) konfirmasi bahwa letusan telah terjadi. Sebuah sistem stasiun surya-monitoring, Solar Partikel Alert Network (SPAN), menyediakan jaringan yang disponsori NASA data kontinu pada aktivitas matahari-suar. SPAN terdiri dari tiga teleskop radio multi-frekuensi dan tujuh teleskop optik. Jaringan memberikan data untuk menentukan tingkat keparahan peristiwa matahari-partikel dan bahaya radiasi yang dihasilkan mungkin untuk awak. Setelah penampilan partikel dikonfirmasikan onboard pesawat ruang angkasa, tindakan pelindung dapat diambil.

Dalam hal bahaya untuk awak di berat, juga terlindung Komando Modul, bahkan salah satu dari rangkaian acara-partikel solar terbesar pada catatan (Agustus 4-9, 1972) tidak akan menyebabkan terjadinya penurunan fungsi awak atau kemampuan awak untuk menyelesaikan misi mereka aman. Diperkirakan bahwa di dalam Modul Komando selama acara ini awak akan menerima dosis 360 rad [*] untuk kulit mereka dan 35 rad untuk organ mereka darah-membentuk (tulang dan limpa). Radiasi dosis untuk awak sementara di dalam Modul Lunar tipis terlindung atau dalam suatu kegiatan extravehicular (EVA) akan sangat serius untuk suatu acara partikel. Untuk memantau aktivitas partikel, sistem nuklir-partikel-deteksi (gambar 3) dirancang untuk memiliki sudut penerimaan relatif sempit. Ini diukur proton isotropik dan partikel alpha yang berasal dari peristiwa matahari-partikel.

__________

[*] Radiasi dosis serap. Sesuai dengan penyerapan watt (100 ergs) per gram obat apapun.

Sinar kosmik

fluks sinar kosmis, yang terdiri dari inti atom terionisasi sepenuhnya berasal dari luar tata surya dan dipercepat untuk energi yang sangat tinggi, asalkan laju dosis rata-rata 1,0 millirads per jam dalam ruang cislunar [**] dan 0,6 millirads per jam di permukaan bulan. Nilai-nilai ini diharapkan meningkat dua kali lipat pada titik yang rendah dalam siklus 11-tahun aktivitas matahari-suar (minimal solar) karena penurunan magnet matahari berteduh dari planet-planet pusat. Pengaruh sinar kosmik energi tinggi pada manusia tidak diketahui, tetapi dianggap oleh pihak yang paling tidak menjadi perhatian yang serius untuk eksposur kurang dari beberapa tahun. bukti Eksperimental dampak dari radiasi tergantung pada pengembangan akselerator partikel yang sangat maju atau munculnya jangka panjang misi berawak luar pengaruh geomagnetik Bumi.

__________

[**] Itu daerah ruang antara Bumi dan bulan atau orbit bulan.

Neutron

Neutron diciptakan oleh sinar kosmik dalam tabrakan dengan bahan bulan yang mendalilkan menjadi potensi bahaya untuk awak Apollo (Kastner et al, 1969.). Dua metode untuk penilaian neutron-dosis yang digunakan. Teknik ini menghitung seluruh tubuh dan foil neutron-resonan telah dimulai pada misi Apollo 11. Kemudian analisis menunjukkan bahwa dosis neutron secara signifikan lebih rendah daripada yang telah diantisipasi. Kedua metode dipertahankan karena potensi tersisa untuk produksi neutron dengan partikel solar-event dan karena paparan awak mungkin untuk neutron dari radioisotop-27 SNAP pembangkit listrik tenaga uap digunakan untuk daya Apollo eksperimen permukaan bulan paket.

Perangkat Deteksi

Untuk memungkinkan penentuan akurat paparan radiasi keseluruhan awak, masing-masing membawa dosimeter radiasi pribadi (PRD) (angka 4) dan tiga dosimeter pasif (gambar 5). PRD memberikan pembacaan visual dari dosis radiasi akumulasi untuk setiap awak misi berlangsung. Ini adalah kira-kira ukuran bungkus rokok, dan kantong-kantong yang disediakan dalam penerbangan coverall serta setelan ruang untuk penyimpanan. Para dosimeter pasif ditempatkan dalam pakaian usang di seluruh misi. Dengan menempatkan detektor ini di berbagai lokasi (pergelangan kaki, paha, dan dada) dalam pakaian, dosis radiasi akurat untuk bagian tubuh ditentukan.

Argometer radiasi-survei (RSM) (gambar 6) awak diperbolehkan untuk menentukan tingkat radiasi di lokasi yang dikehendaki dalam kompartemen mereka. Awak bisa menggunakan RSM, langsung-membaca dosis-bunga instrumen, untuk menemukan daerah dosis rendah huni dalam pesawat ruang angkasa dalam terjadi keadaan darurat radiasi.

Masalah Melibatkan radiasi Asal buatan manusia

Perlindungan terhadap sumber radiasi buatan manusia adalah dukungan fungsi tanah terutama berkaitan dengan perlindungan dari personil tanah, masyarakat umum, dan lingkungan terhadap efek merugikan dari radiasi. Banyak dari upaya ini melibatkan prosedur rutin kesehatan-fisika yang diatur oleh AS peraturan Komisi Energi Atom (Title 10, Code of Federal Regulations, 1971) dan US Departemen Tenaga Kerja Standar (Title 29, Code of Federal Regulations, 1971). Namun, masalah-masalah tertentu mengenai pesawat ruang angkasa radioluminescent sumber yang khas bagi Program Apollo. Masalah utama adalah kebocoran bahan radioaktif dari tips switch radioluminescent, dan emisi radiasi sinar-X lebih lembut dari panel radioluminescent. Kedua masalah ini diselesaikan.

Ringkasan dari semua instrumentasi onboard digunakan selama misi Apollo untuk menilai paparan radiasi disajikan pada Tabel 1.

Hasil dan Diskusi

dosis radiasi rata-rata dihitung untuk masing-masing misi (tabel 2). pembacaan Individu bervariasi sekitar 20 persen dari rata-rata karena perbedaan dalam efektivitas berteduh dari berbagai bagian dari pesawat ruang angkasa Apollo serta perbedaan dalam tugas-tugas, gerakan, dan lokasi awak. Dosis untuk organ darah-membentuk adalah sekitar 40 persen lebih rendah dari nilai yang terukur pada permukaan tubuh. Dibandingkan dengan dosis yang benar-benar diterima, dosis maksimum operasional (MOD) limit untuk masing-masing misi Apollo ditetapkan pada 400 rad (X-ray setara) untuk kulit dan 50 rad ke organ pembentuk darah.

Radiasi dosis diukur selama Apollo secara signifikan lebih rendah daripada rata-rata tahunan 5 rem [*] yang ditetapkan oleh Komisi Energi Atom AS bagi pekerja yang menggunakan bahan radioaktif di pabrik-pabrik dan institusi di seluruh Amerika Serikat. Dengan demikian, radiasi bukan masalah operasional selama Program Apollo. Dosis yang diterima oleh awak misi Apollo 7 hingga 17 masih kecil karena tidak ada matahari-partikel besar kejadian terjadi selama misi mereka. Satu kejadian kecil terdeteksi dengan sensor radiasi luar angkasa Apollo 12, namun tidak ada peningkatan dosis radiasi pada awak di dalam pesawat telah terdeteksi.

Salah satu efek tertentu kemungkinan berhubungan dengan sinar kosmik adalah fenomena cahaya-flash melaporkan tentang Apollo 11 dan misi berikutnya. Meskipun diketahui bahwa radiasi pengion dapat menghasilkan phosphenes visual (sensasi subjektif terbaik digambarkan sebagai kilatan cahaya) dari jenis yang dilaporkan, hubungan yang pasti tidak didirikan antara sinar kosmik dan pengamatan berkedip selama Program Apollo. Lampu berkedip digambarkan sebagai berkedip starlike atau lapisan cahaya yang tampaknya terjadi dalam mata. Berkedip diamati hanya ketika kabin pesawat itu gelap atau saat penutup mata disediakan dan awak yang berkonsentrasi pada deteksi dari berkedip.

Ada kemungkinan yang menyala visual mungkin menunjukkan terjadinya kerusakan pada otak atau mata, namun tidak ada kerusakan yang diamati antara awak yang mengalami fenomena cahaya flash. Selama Apollo 16 dan 17 misi, sebuah perangkat yang dikenal sebagai Apollo Flash Light Pindah Emulsi Detector (ALFMED) dipekerjakan untuk tujuan pembentukan berkedip jika memang disebabkan oleh sinar kosmik berat. Informasi lebih lanjut mengenai fenomena cahaya flash yang terkandung dalam Bagian IV, Bab 2 dari buku ini.

Meskipun misi Apollo tidak mengalami kontingensi ruang radiasi utama, prosedur penanganan masalah radiasi siap. Pengembangan sistem dosimetri pesawat ruang angkasa, penggunaan jaringan radiasi ruang pengawasan, dan ketersediaan individu dengan pengetahuan menyeluruh radiasi ruang yakin bahwa contingency apapun akan diakui segera dan akan diatasi dengan cara yang bijaksana yang paling baik untuk keselamatan awak dan misi tujuan. Penangkal mungkin untuk penerbangan angkasa berawak oleh dosis radiasi besar berhasil dihindari dalam misi Apollo. Lebih signifikan, dosis astronot Apollo yang diabaikan dalam hal efek medis atau biologis yang bisa gangguan fungsi manusia di lingkungan ruang.

Dua masalah utama yang mempengaruhi operasi yang aman dengan radiasi buatan manusia diselesaikan dengan modifikasi desain. Kebocoran bahan radioaktif dari tips beralih radioluminescent dihapus oleh perubahan encapsulating material. Masalah emisi luas radiasi sinar-X lunak dari panel radioluminescent telah diselesaikan dengan menerapkan lapisan plastik ke panel.

__________

[*] Roentgen Setara, Man mengacu pada dosis serap dari radiasi pengion yang menghasilkan efek biologis yang sama dalam diri manusia sebagai hasil dari penyerapan 1 rontgen sinar-X.

Ringkasan dan Kesimpulan

Radiasi itu bukan masalah operasional selama Program Apollo. Dosis yang diterima oleh awak misi Apollo 7 hingga 17 masih kecil karena tidak ada matahari-partikel besar kejadian terjadi selama misi mereka. Satu kejadian kecil terdeteksi dengan sensor radiasi luar angkasa Apollo 12, namun tidak ada peningkatan dosis radiasi pada awak di dalam pesawat telah terdeteksi. Solar-partikel release yang kejadian acak, dan mungkin yang flare, dengan partikel yang menyertainya nuklir energik, mungkin menghambat penerbangan masa depan di luar Magnetosfer Bumi.

Proteksi radiasi untuk Program Apollo difokuskan pada kedua kekhususan lingkungan ruang radiasi alam dan peningkatan prevalensi sumber radiasi buatan manusia di tanah dan onboard pesawat ruang angkasa. Radiasi-eksposur risiko terhadap awak dinilai dan seimbang terhadap keuntungan misi untuk menentukan misi kendala. evaluasi radiasi Operasional dirancang khusus diperlukan sistem deteksi radiasi onboard pesawat di samping penggunaan data satelit, dukungan observatorium matahari, dan hubungan lainnya. DNS dan manajemen sumber radioaktif dan peralatan yang menghasilkan radiasi sangat penting dalam meminimalkan paparan radiasi personil tanah-dukungan, peneliti, dan para awak Apollo penerbangan dan cadangan.

Referensi

Anon: Keselamatan dan Kesehatan Standar.. Title 29, Code of Federal Regulations, bagian 1910, Mei 1971.

Anon: Standar Perlindungan Terhadap Radiasi.. Title 10, Code of Federal Regulations, bagian 20, rev. 15 Juli 1971.

Kastner, Yakub; Oltman, BG; Feige, Yehuda, dan Gold, Raymond: Neutron Paparan Lunar Astronot. Phys kesehatan, vol.. 17, no. 5, November 1969, hal 732-733.

Kurator: Oliveaux Ahmed dan Julie Afzal

NASA bertanggung jawab Resmi: Judith L. Robinson, Ph.D.

Beberapa pusat NASA berpartisipasi dalam proyek Biologi Data Arsip:
Judith L. Robinson, Ph.D., LSDA Project Manager
Paul X. Callahan, Ph.D., Data Arsip Manajer Proyek di Pusat Penelitian Ames NASA (ARC)
Judith L. Robinson, Ph.D., Data Arsip Manajer Proyek di NASA Johnson Space Center (JSC)
Bridgit O’Hara Higginbotham, Data Arsip Manajer Proyek di Kennedy Space Center (KSC)

thanks for http://lsda.jsc.nasa.gov/books/apollo/S2ch3.htm🙂

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s