Dansk firma måler farlig stråling i fly
Piloter og stewardesser bliver hver dag udsat for kosmisk stråling, der øger risikoen for kræft. Nu kan et dansk firma beregne den nøjagtige strålingsdosis for besætningsmedlemmerne.

Et nyt, danskudviklet system kan som det første i verden beregne den præcise stråling, som piloter og stewardesser udsættes for i luften. (Foto: Colourbox)

Et dansk firma har udviklet et overvågningssystem, der som det første i verden kan udregne præcis hvor meget af den farlige kosmiske stråling, hver enkelt pilot og stewardesse har fået under hver flyvning.

»Flere undersøgelser viser, at strålingen giver øget risiko for udviklingen af en lang række kræftformer. Derfor har EU en øvre grænse for, hvor meget kosmisk stråling piloter og stewardesser må få om året. Luftfartsselskaberne skal holde øje med at grænseværdien ikke bliver overskredet, og det kan vi hjælpe dem med,« siger Peer Widar Wollenberg, som er stifteren og daglige leder af Global Aviation Data A/S, der har udviklet det nye system, GlobalLog.

GlobaLog's overvågningssystem består af nogle computere, der seks gange i timen kobler sig op på fem målestationer, såkaldte neutron-monitorer, som er placeret rundt om i verden.

Regner på et hav af data

Stationerne måler og beregner antallet af neutroner, der rammer Jordens overflade for hvert tiende sekund i alle krydsninger af længdegrader og breddegrader fra 0 og op til ca. 21 kilometers højde. Dermed kender GlobaLog den præcise værdi af den kosmiske stråling i ikke mindre end 4,7 millioner punkter i Jordens atmosfære.

Fakta

VIDSTE DU

Den meget lille mængde kosmisk stråling, der får lov til at trænge ned til jordens overflade er 0,27 millisievert årligt. Sievert er den strålingsenhed, som man bruger til at beskrive den skade, som strålingen forårsager på biologiske celler.

Ud fra dataene og en omgang tung matematik kan GlobaLog's computere beregne, hvor stærk den kosmiske stråling er i flyets pågældende kombination af position og højde.

Ud over oplysningerne om styrken af den kosmiske stråling, modtager computerne også løbende data fra luftfartsselskaberne med information om dagens flyvninger. Luftfartsselskaberne oplyser bl.a. om hvornår flyet starter og hvor det flyver hen, hvilken rute det vælger, den præcise højde over jordens overflade undervejs samt afgangs- og ankomsttidspunkter.

Derudover sender selskaberne en komplet liste til GlobaLog over de piloter og stewardesser, der flyver med. Ud fra disse data kan overvågningssystemets supercomputerne beregne den nøjagtige strålingsdosis, som besætningsmedlemmerne har fået undervejs og samle dem i en personlig logbog for hver medarbejder.

Flyene går højere op

Den kosmiske stråling har altid været der, men det er først inden for de seneste år at luftfartsselskaberne for alvor er blevet opmærksomme på den, fordi flyene går højere op i atmosfæren end nogen sinde før.

Jordens magnetfelt (blå linjer) beskytter os mod den kosmiske stråling, der dels består af partikler fra det ydre rum samt af partikler fra Solen. Kun en lille smule stråling får adgang, først og fremmest ved polerne.(Grafik: NASA)

Moderne fly flyver højere for at mindske brændstofforbruget og CO2-udledningen. For 30 år siden var en flyvehøjde på 10 kilometer meget almindeligt for datidens fly. I dag er det ikke usædvanligt, at eksempelvis en B737 går direkte op i 12,5 kilometers højde.

Den forskel har ifølge lektor Ulrik Uggerhøj fra Institut for Fysik & Astronomi på Aarhus Universitet afgørende stor betydning for, hvor meget kosmisk stråling, man bliver udsat for.

»Flyets rute og den præcise højde undervejs bestemmer, hvor meget stråling besætningen og passagerne får. Flyver man i 12 kilometers højde fra Danmark og hele vejen hen over Atlanten, svarer det nogenlunde til at få taget et røntgenbillede. Her flyver man tæt på den magnetiske nordpol, hvor strålingen er kraftigst. Så for at kunne beregne den nøjagtige strålingsdosis, er det vigtigt at kende alle oplysninger om rejsen,« siger Ulrik Ingerslev Uggerhøj.

Den kosmiske stråling, der strømmer til os fra det ydre rum, består bl.a. af elektroner, protoner og neutroner, der bevæger sig med mellem 800 og 1.200 kilometer per sekund ved grænsen til Jordens atmosfære. Efterhånden som strålingen trænger ned igennem atmosfærelagene, bliver en stor del af den absorberet af luften. I ti kilometers højde er strålingen dog stadig meget kraftig.

Fakta

VIDSTE DU

Jordens atmosfære vejer det samme som hvis hele jordens overflade var dækket af et lag af 90 centimeter bly. Det giver en temmelig god beskyttelse mod den kosmiske stråling, så længe man står på Jordens overflade.

I 10 kilometers højde har du dog kun en beskyttelse, der svarer til 12,5 centimeter bly tilbage. Man har altså mistet en beskyttelse, der svarer til 75 centimeter bly.

Der findes ikke nogen sikker grænse for strålingsskader, men EU har lavet en regel, der siger, at en almindelig borger ikke må få mere end én milliSivert om året. En pilot eller en stewardesse derimod bliver opfattet som en strålearbejder og må derfor maksimalt få 20 milliSievert årligt. Men at få mere end 6 mSv er forbundet med ekstra lægeundersøgelser og omfattende administration, og derfor ønsker luftfartsselskaberne af økonomiske årsager ikke, at grænsen på 6 milliSievert bliver overskredet.

Større risiko for kræft

Grænseværdierne for strålingsdosis blev indført efter mistanke om, at den kosmiske stråling gav forøget risiko for kræft, og denne mistanke er sidenhen blevet dokumenteret af mange undersøgelser, som viser, at piloter og stewadesser har en forhøjet risiko for at få en lang række kræftformer. Således har et canadisk studium fra 1995 vist, at piloter havde fire gange så stor risiko som almenbefolkningen for at få leukemi og dobbelt så stor risiko for at udvikle hjernesvulster.

GlobaLog er et ud af i alt fem systemer på verdensplan, der er i stand til at lave sådanne beregninger for flyselskaberne. Men hvor konkurrenterne alle benytter sig af månedlige middelværdier af den kosmiske stråling, så lægger GlobaLog vægt på, at de bruger den aktuelle strålingsstyrke, som de måler minut for minut.

Selv om der generelt er tale om små udsving i strålingsstyrken, så viser firmaets egne beregninger, at det alligevel har en betydning for besætningsmedlemmernes totale strålingsregnskab, om man benytter de nøjagtige tal eller middelværdier.

Når der sker et soludbrud, bliver den kosmiske stråling betydeligt stærkere i en periode som her i juli 2000. (Graf: GlobaLog)

»Det nye overvågningssystem hjælper os med at holde stewardesserne og piloterne flyvende hele tiden, fordi vi præcis ved, hvor meget stråling hvert besætningsmedlem har fået. Så snart et besætningsmedlem nærmer sig den maksimale værdi, advarer overvågningssystemet om det, så flyselskaberne har en mulighed for at rokere rundt på personalet, så besætningsmedlemmet er bedre beskyttet mod stråling i en periode,« siger Tue Rønn Hansen fra luftfartsselskabet THOMAS COOK Airlines Scandinavia, der er én af GlobaLogs i alt ni kunder.

Solen gik agurk

Luftfartsselskaberne fik for alvor øjnene op for faren ved den kosmiske stråling i 2003, hvor man oplevede nogle udsving i den kosmiske stråling. Årsagen var kraftige soludbrud, der bidrager til den kosmiske stråling, som ellers får lov til at trænge ned til Jordens overflade fra det ydre rum.

Solen gik kort sagt agurk, og det blev der selvfølgelig skrevet en del om i medierne, hvilket gjorde mange piloter og stewardesser bekymrede. Nogle piloter blev så bange, at de tog sagen i egen hånd og nægtede at flyve i de flyvehøjder, som deres flyveplaner dikterede dem.

»For nogle år siden sad jeg i et fly, hvor jeg undrede mig over, at flyet meget hurtigt holdt op med at stige. Da jeg selv er pensioneret pilot, bad jeg stewardessen spørge piloterne om, hvor højt vi fløj. 29.000 fod var svaret. Det var 10.000 fod under det, vi kalder optimum cruising level, som er den højde, hvor flyet tilbagelægger den største distance pr. liter brændstof Jeg må have set overrasket ud, for stewardessen klappede mig beroligende på skulderen og sagde, at piloterne havde valgt at flyve lavere for at undgå for meget kosmisk stråling fra et soludbrud,« siger Peer Wollenberg og slutter:

Store udsving i kosmisk stråling

I ca. 10-12 km højde ses det at man får mindst strålingsbelastning (grønligt, blåligt) fra kosmiske stråler ved jordens ækvator. Grunden er jordens magnetfelt afbøjer de fleste mod polerne. Ved jordoverfladen er strålingsbelastningen betydeligt lavere (ikke illustreret).

»Det er netop mht. sådanne begivenheder, at vores system udmærker sig. Her vil man kunne se en pludselig stigning i den kosmiske strålings styrke, og det vil derfor med det samme blive opdaget, at besætningsmedlemmerne har fået en stor strålingsdosis,« siger han.

At soludbrud påvirker den aktuelle strålingsdosis, er den danske fysiker Helge Knudsen fra Fysisk Institut, Aarhus Universitet, enig i.

»Når der er et soludbrud, så kan det betyde at styrken af den kosmiske stråling i en periode bliver dobbelt så høj, og det er selvfølgelig vigtigt for besætningsmedlemmerne at få regnet dette biddrag med også. For astronauter kan sådanne soludbrud være fatale, og selv om Jordens atmosfære giver en vis beskyttelse, så er det også noget, der tæller i strålingsregnskabet for besætningsmedlemmer og passager,« siger Helge Knudsen til videnskab.dk.

De partikler, der udgør den kosmiske stråling, stammer oprindeligt fra supernova-eksplosioner, der findes rundt omkring i Mælkevejen. Den kosmiske stråling er derfor i sig selv konstant, og der er kun helt ubetydelige udsving i denne stråling. Til gengæld varierer det, hvor meget af den kosmiske stråling, der får lov til at trænge ind i Solsystemet.

Årsagen er Solens magnetfelt, Solvinden, der fejer igennem solsystemet og presser den kosmiske strålings ladede partikler ud i rummet. Sker der ændringer i solens magnetfelt, påvirker det Solvinden, og det har igen indflydelse på, hvor meget kosmisk stråling, der får lov at trænge ned til Jorden.

Også de såkaldte solar flares, der er voldsomme udbrud på solens overflade, kan påvirke mængden af kosmisk stråling. De udsender nemlig en portion ladede partikler, der giver et bidrag til den kosmiske stråling fra det ydre rum.

Endelig har Solen en 11 år lang cyklus, hvor Solens aktivitet varierer meget kraftigt. Dette har også en betydning for hvor stærk den kosmiske stråling bliver. Dertil kommer, at afstanden mellem Solen og Jorden også hele tiden ændrer sig i takt med at Jorden drejer om Solen, og det er også noget, der har betydning for den kosmiske strålings styrke.

I Jordens atmosfære er der også stor forskel på hvor den kosmiske stråling er stærkest. Den kosmiske stråling består hovedsageligt af ladede partikler, der følger Jordens magnetfelt - derfor føres de væk fra ækvator og op mod de magnetiske poler. Den kosmiske stråling er altså stærkest ved polerne og svagest ved ækvator.

GlobaLog blev født i forskningsverdnen

GlobaLog blev oprindeligt finansieret af CAT (Center for Avanceret Teknologi) på Roskilde Universitetscenter. De første år havde firmaet kontor på Risø, hvor de havde et tæt samarbejde med forskere, der arbejder med stråling. Firmaets stifter Peer Widar Wollenberg aflagde et besøg hos de amerikanske luftfartsmyndigheder (FAA), som gav han et indblik i et overvågningssystem kaldet CARI (NASA), der netop kan beregne strålingsdoser.

Firmaet har stadig tæt kontakt til forskningsmiljøet, især til universitetet i den tyske by Kiel, der styrer en af de neutronmonitorer, som firmaet får sine data fra.

GlobaLog's system er patenteret. Patentansøgningen blev indsendt i 2003.

Ugens Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.