高高度の「危機」！客室乗務員にがんを引き起こす宇宙放射線はどれほど強力でしょうか?

最近のニュースが私たちの注目を集めました。大韓航空の客室乗務員が胃がんで死亡し、韓国の関係当局から初めて宇宙放射線による業務上災害と認定された。宇宙放射線とは何ですか？長時間飛行するとがんになるリスクはありますか？

01宇宙放射線：目に見えない「見えない殺人者」？

まず第一に、地球が存在する宇宙には確かにさまざまな種類の放射線が存在するということを明言しなければなりません。 Wikipedia によると、放射線とは、空間または物質媒体内で波または粒子の形でエネルギーを放出または伝達するプロセスです。簡単に言えば、放射線は伝播するエネルギーの一種であり、通常は電磁波または粒子の形で現れます。

波動粒子二重性の原理によれば、電磁波は粒子とみなされるか、光子から構成されることが多いですが、古典物理学の範囲では、波と粒子はまったく異なる存在であり、その放射特性も大きく異なります。

放射線といえば、以前公開された映画「宇宙探検編集部」を思い出します。主人公は常に探索装置を手に持っており、時々ビープ音を発します。この探測装置は粒子放射線を探る装置で、学名はガイガーカウンターです。粒子線が近づくと音が鳴り、カウントが始まります。もちろん、今日の放射線探査装置ははるかに進歩しており、電子ディスプレイ画面を通じて放射線粒子の強度を表示することもできます。これらの測定はすべて粒子放射線に関するものです。

主人公は昔ながらのガイガーカウンター管を持っている

画像出典：豆瓣映画（公式静止画）

新しい放射線測定装置

画像出典：著者提供

日常生活では粒子放射線にさらされる機会はほとんどなく、唯一の方法は病院に行って関連する検査を受けることです。携帯電話、パソコン、電子レンジなどの小型機器から通信基地局などの大型機器まで、さまざまな電磁放射線にさらされる機会は数多くあります。しかし、比較すると、これらの電磁放射の強度は太陽放射の強度よりもはるかに弱いので、心配する必要はありません。私たちが心配しなければならないのは、もう一つの放射線の脅威、つまり宇宙からの高エネルギー粒子放射線です。

地球は宇宙の小さな構成要素として、宇宙を貫通する力を持つ小さな粒子と常に接触しています。それらは太陽嵐の際に放出される高エネルギー荷電粒子である可能性があり、あるいは太陽系外から発生する銀河宇宙線である可能性もあります。

いわゆる高エネルギー粒子は、1粒子あたりの重さが1ナノグラムよりはるかに小さいため、移動速度は光速に近いものの、1粒子あたりのエネルギーは大きくありません。エネルギー測定の単位としては通常、電子ボルトが使用されます。一般的な高エネルギー粒子には、MeV（百万）または GeV（10 億電子ボルト）が含まれます。このエネルギー量は卵を調理するには十分ではありませんが、それでも微粒子の中では高エネルギーであると考えられるため、「高エネルギー粒子」と呼ばれています。

高エネルギー粒子の速度を理解するために、簡単な比較をしてみましょう。重さ約 30 グラムのケーキが 1 GeV の陽子と同じ速度で動く場合、ケーキが持つ運動エネルギーは、広島型原子爆弾 1,000 個が爆発したときに発生するエネルギーとほぼ同等です。

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宇宙の高エネルギー粒子は人体に害を及ぼす可能性があります。しかし、地球の磁場と大気の保護のおかげで、地表に到達する高エネルギー粒子放射線は大幅に弱まっています。しかし、宇宙飛行士が強い放射線のある宇宙空間に入るには、宇宙線のほとんどを遮断する防護用の宇宙船キャビンと船外宇宙服が必要です。科学研究者らは宇宙飛行士の健康状態を確認するため、放射線量の検査も行う予定。

02飛行機に乗るとX線よりも放射線を浴びる量が多いですか？極地を旅行するときは注意してください

もしそうだとしたら、どうして飛行機の客室乗務員がガンになるのでしょうか？一般的に、航空機の高度での放射線量は地上よりも高くなりますが、致命的ではありません。一般の人が飛行機に乗る時間は短く、被ばくする放射線は病気を引き起こすほどではありません。しかし、客室乗務員は一年中飛行機に乗っており、彼らが浴びる放射線量は一般の人よりも間違いなく高いです。

放射線による健康リスクを測定するために、通常は生物学的放射線量単位 Sv が使用されます。胸部X線検査を例にとると、1回の照射時間は約0.2秒、放射線量は約0.02mSv（1Sv=1000mSv）ですが、大洋横断飛行時の宇宙線放射線は約0.03mSvです。

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客室乗務員という職業の特殊性により、彼らは確かに一般の人よりも宇宙放射線にさらされやすいのです。がんを患っているこの客室乗務員は、1995年から2021年まで年間平均1,022時間飛行しており、そのうち約半分は北極経由でアメリカやヨーロッパに向かう長距離飛行だった。磁気嵐が発生すると、太陽風に含まれる高エネルギー粒子が極地から大量に流入し、美しいオーロラが発生します。同時に、極地上空を飛行する際に受ける放射線の強度は通常よりもはるかに高くなります。航空会社は通常、磁気嵐が発生した場合、搭乗している乗客の安全を守るために極地ルートを避けることを選択します。

韓国の関係当局は長距離飛行や不規則な食生活などを考慮し、客室乗務員の病気と業務の間には一定の因果関係があると判断した。 「宇宙放射線障害」という結論は妥当であるように思われます。客室乗務員は過度の放射線被曝を避けるために飛行時間を管理する必要があります。一方、一般の人々も極地ルートを飛行する際には宇宙天気に注意する必要があります。

03放射線：私を叱るのはやめてください、私も不当に扱われていると感じています

これを見ると、「放射線は有害だ」という噂を広める人が増えるのではないかと心配です。だから強調しておかなければならないのは、ダックはそうする必要がないということだ。私たちは地球上に住んでおり、自然の放射線源に囲まれています。今この記事を読んでいるあなたも放射線発生源です。

人体には炭素14とカリウム40が含まれており、ベータ線とガンマ線を放出します。人は年間約 0.4 mSv の放射線にさらされます。もちろん、他の人にも微量の放射線を放出します。原子放射線の影響に関する国連科学委員会の報告書では、自然放射線から個人が受ける年間平均放射線量は約2.4mSv/年であると指摘されています。中国では、国家規格GB18871-2002によれば、一般人の年間実効線量は1mSvです。この限度を超えない限り、健康上のリスクを心配する必要はありません。

前述の映画には、旧式のブラウン管テレビの雪の斑点は宇宙背景放射線であるという、非常に「一般的な」セリフもあります。実際、雪点の発生はブラウン管自体のノイズによるものであり、宇宙背景放射線とは何の関係もありません。この誤解の原因は、テレビ画面上の雪の点に少し似ている宇宙背景放射線を表すために、同様の点分布図がよく使用されるためであると考えられます。誤解する人がいるのも不思議ではありません。

古いテレビの雪の結晶

画像出典：豆瓣映画（公式静止画）

欧州宇宙機関は、プランク宇宙探査機から送られてきたデータに基づいて、2013年に宇宙マイクロ波背景放射の地図を公開した。このこれまでで最も正確なパノラマ写真は、宇宙の初期の状況を反映するものであり、宇宙の標準モデルをほぼ完璧に検証しています。

画像提供：新華社

著者：劉勇、中国宇宙科学普及大使、中国宇宙科学学会科学普及委員会委員長

レビュー専門家：北京大学地球宇宙科学学院研究員、周旭志

制作：中国科学普及協会

制作：中国科学技術出版社、中国科学技術出版社（北京）デジタルメディア株式会社