Kozmik radyasyon: Uçuş ekiplerinin en büyük risklerinden biri

Pilotlar ve kabin ekibi yılda yaklaşık 900 saat gibi ”Kozmik Radyasyon”  alır ve  Havacılığın görünmez mesleki tehlikesidir.

New York-Hong Kong seferlerinde ayda 80 saat uçan bir mürettebat üyesi için yıllık maruz kalınan doz, 250’den fazla göğüs röntgeninin dozuna eşdeğerdir.

Kozmik radyasyon, uzaydan gelen yüksek enerjili parçacıklardan oluşur. Dünya atmosferi ve manyetik alanı, bu radyasyonun büyük bir kısmını engeller; ancak, atmosferin daha ince olduğu yüksek irtifalarda, bu koruma azalır. Uçaklar genellikle 30.000-40.000 feet (yaklaşık 9-12 km) yükseklikte uçarlar ve bu irtifalarda kozmik radyasyon yoğunluğu artar.

 

Radyasyonun Türleri

1. Galaktik Kozmik Radyasyon (GCR): Güneş sistemi dışından gelen yüksek enerjili parçacıklardır.

2. Güneş Parçacık Olayları (SPE): Güneşte meydana gelen patlamalar sonucu yayılan yüksek enerjili parçacıklardır.

3. Sekonder Radyasyon: Atmosfere giren kozmik ışınların hava molekülleri ile etkileşime girmesi sonucu oluşan radyasyon türüdür.

Genç arkadaşlar;  Pilot ve kabin ekibi olmak için tekrar bir düşünün isterseniz.

Kozmik radyasyon ani bir tehdit değildir. Ama yüksek irtifa + uzun süre + kariyer birleşince, havacılığın görünmez tehlikesidir.

Örneğin İstanbul-Singapur uçuşu 14 saat.. Bunun için 40,000 feet irtifada radyosyon bazlı hesaplama yapar isek:

40,000 feet irtifada, saatlik ortalama radyasyon dozu yaklaşık 5 ile 8 $\mu Sv$ arasındadır.

14 saatlik bir uçuşta = 90-112 uSv radyasyon alınır.

Bu rakamın ne anlama geldiğini daha iyi kavramak için günlük hayattaki diğer kaynaklarla kıyaslayalım:

İstanbul – Singapur Uçuşu (14 sa); ~0.09 mSv

Tek bir Akciğer Grafisi (Röntgen); ~0.1 mSv

Bir göğüs BT (Tomografi) ; ~7.0 mSv

Kısaca 14 saatlik her uçuşunuzda ister yolcu olun isterseniz pilot, Akciğer rontgeni çektirmek kadar radyasyon alırsınız.

Ayda 100 saat uçan kabin ekibi için büyük sağlık sorunları yaratmaktadır.

Bir yolcu yılda belki 1–2 kez İstanbul–Singapur uçar. O zaman aldığı 0,1–0,15 mSv doz, biyolojik olarak önemsiz kabul edilir. Günlük hayatın doğal radyasyonu içinde erir gider.

Ama pilotlar ve kabin ekibi için tablo değişir. Aynı dozu ayda birkaç kez, yılda onlarca kez, 20–30 yıl boyunca alırlar. Havacılık otoritelerinin konuyu “mesleki maruziyet” olarak tanımlamasının sebebi budur.

Sağlık Üzerindeki Etkiler

Kozmik radyasyonun sağlık üzerindeki etkileri, maruziyet süresi ve dozuna bağlıdır. Yüksek dozlarda radyasyon, DNA hasarına, hücre ölümüne ve kanser riskinin artmasına neden olabilir. Uçuş personelinde en sık görülen sağlık sorunları arasında katarakt, kardiyovasküler hastalıklar ve çeşitli kanser türleri bulunur. Ancak, bu risklerin genel popülasyona göre ne kadar arttığı konusu hala araştırma aşamasındadır.

Uçuş personelinin maruz kaldığı radyasyon dozu, uçuşun süresi, yüksekliği ve enlemi gibi faktörlere bağlıdır. Örneğin, kutup bölgelerinden geçen uçuşlar, ekvator bölgesindeki uçuşlara göre daha yüksek radyasyon seviyelerine sahiptir. Ortalama bir uçuş personeli, yılda yaklaşık 3-6 mSv (milisievert) radyasyon dozu alır. Bu, bir nükleer santral işçisinin maruz kaldığı doz ile aynıdır.

Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü (ICAO) ve Avrupa Havacılık Güvenliği Ajansı (EASA) gibi kuruluşlar, uçuş personelinin radyasyon maruziyetini izlemek ve sınırlamak için çeşitli yönetmelikler ile uçuş saat kısıtlamaları  yayınlamıştır.

Uçan kabin ekipleri için yıllık limit ;  20 mSv olarak belirlenmiştir. Fakat bunu analiz eden bir birim yoktur. Sağlık kontrollerinde Radyosyon değerleri ölçülemez. Sadece kişiler kendileri bu tabloyu tutabilir.

Net ifade: Tek uçuşta “tehlikeli” değil.

Ama 30 yıllık kokpit kariyerinde ihmal edilemeyecek kadar gerçektir.

Bu biyolojik yorgunluğunuzu gökyüzü bunu sessizce yazar, biz fark etmezsek bile.

Havacılık kaynakları emisyonlar

Vaktiniz varsa ve uçuş ekibi iseniz aşağıdaki yazıyı lütfen okuyun.

Dr. Chitra Narayanan, havacılık kaynaklı emisyonların insan sağlığı üzerindeki etkilerini inceleyen bir kimya profesörüdür.

Dr. Chitra araştırma yazılarını derlemek istedim.

Uçuş ekipleri, nükleer santral teknisyenlerinin aldığına benzer yıllık iyonlaştırıcı radyasyon dozlarına düzenli olarak maruz kalmaktadır.

2023 yılında Güney Kore’de bir mahkeme, Korean Air’de çalışan bir uçuş görevlisinin kozmik radyasyona maruz kalmasının mide kanserine ve nihayetinde ölümüne neden olduğu sonucuna varan tarihi bir karar verdi.

Bu, mesleki kozmik radyasyona maruz kalma ile kanser arasında bağlantı kuran ilk vakaydı. Ancak uçaklara binen yolcuların çoğu ve bazı mürettebat üyeleri, mürettebatın herhangi bir meslekteki en fazla radyasyona maruz kalan çalışanlar arasında olduğunun farkında değil. Uçuş ekipleri, nükleer santral teknisyenlerinin aldığına benzer yıllık iyonlaştırıcı radyasyon dozlarına düzenli olarak maruz kalmaktadır.

Kozmik ışınlar, Güneş’ten ve uzak galaksilerden kaynaklanan protonlar ve daha ağır atom çekirdekleri de dahil olmak üzere yüksek enerjili parçacıklardır. Bu yüksek enerjili parçacıklar atmosferle etkileşime girerek nötron ve müon gibi ikincil parçacıklar üretirler. Birincil kozmik ışın parçacıklarının çoğu, daha düşük enlemlerde Dünya’nın manyetik alanı tarafından saptırılır ve kutuplara doğru yönlendirilir.

Manyetik etki

Dünya’nın manyetik alanının şekli nedeniyle, yüksek enerjili parçacıklar ekvatorda kutuplara göre daha etkili bir şekilde sapar; bu da Dünya’nın manyetik alanının koruyucu faktör olarak en az etkili olduğu kutup uçuş rotalarında uçan mürettebat için daha yüksek radyasyon maruziyetine yol açar.

İkinci bir koruyucu faktör ise atmosferik kalkanlamadır; bu kalkanlama, yüksek enerjili kozmik ışın parçacıklarının çoğunun Dünya yüzeyine ulaşmasını engeller. Kalkanlama irtifa arttıkça azaldığı için, yolcu uçakları ve askeri uçakların seyrettiği daha yüksek irtifalarda Dünya atmosferinin koruyucu etkisi azalır. Dolayısıyla, manyetik sapma ve atmosferik kalkanlamadaki farklılıklar, farklı enlem ve irtifalarda uçuş sırasında kozmik ışınlara maruz kalmada önemli ölçüde farklılıklara yol açar.

Güneşin aktivitesi, mürettebatın iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmasını belirleyen bir diğer faktördür. Güneş döngüleri arka plan seviyelerini düzenlerken, tek tek güneş fırtınaları yüksek irtifadaki kutup uçuşlarında iyonlaştırıcı radyasyon dozlarını önemli ölçüde artırabilir.

Birlikte ele alındığında, bu üç faktör (irtifa, enlem ve güneş aktivitesi) mürettebatın kozmik radyasyona maruz kalmasını belirler.

Tipik maruz kalma seviyeleri

İyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmanın yol açtığı sağlık riski, radyasyon güvenliğinde kullanılan risk ağırlıklı doz birimine karşılık gelen Sievert (Sv) birimiyle ölçülür. Tipik olarak yılda 800-900 saat uçan uzun mesafeli havayolu mürettebatı yılda 3-5 milisievert (mSv) radyasyona maruz kalır. Daha yüksek irtifalarda, ağırlıklı olarak kutup bölgelerinde uçan mürettebat 6 mSv veya daha yüksek değerlere ulaşabilir. Tek bir transatlantik kutup gidiş-dönüş uçuşu yaklaşık 0,1 mSv radyasyona neden olur; bu da yaklaşık 5 göğüs röntgenine eşdeğerdir.

New York-Hong Kong seferlerinde ayda 80 saat uçan bir mürettebat üyesi için yıllık maruz kalınan doz, 250’den fazla göğüs röntgeninin dozuna eşdeğerdir.

Kontekst açısından, doğal kaynaklardan kaynaklanan dünya genelindeki ortalama arka plan radyasyonu yıllık yaklaşık 2,4 mSv’dir; bu nedenle uçak mürettebatı, yalnızca mesleki maruziyet yoluyla bu miktarın iki katına kadar maruz kalmaktadır. Belirlenmiş radyasyon çalışanları için yasal sınırlar genellikle beş yıl üzerinden ortalama 20 mSv/yıl’a izin vermektedir, ancak bunların çok azı bu sınırlara yaklaşmaktadır. Tersine, birçok uçuş ekibi, izin verilen maruziyet sınırlarına nadiren yaklaşan tıp teknologları ve endüstriyel işçiler için belirlenen standartlara eşdeğer veya bu standartları aşan gerçek dozlar almaktadır.

Sağlık açısından etkileri

Pilotlar ve kabin görevlileri üzerinde yapılan epidemiyolojik çalışmalar, bir mürettebat üyesinin uçuş kariyeri boyunca biriken maruziyetin, melanom ve lösemi gibi ölümcül kanserler ile kadın mürettebat üyelerinde meme kanseri riskini artırabileceğini göstermektedir.

Diğer birçok kanser türüyle olan ilişkiler ve cinsiyetler arasındaki kanser görülme sıklığındaki farklılıklar büyük ölçüde araştırılmamıştır. Uçuş saatleri ile bazı kanserler arasındaki korelasyonlar iyi belgelenmiş olsa da, kozmik radyasyon etkilerini sirkadiyen ritim bozukluğu gibi karıştırıcı faktörlerden ayırmak zorlu olmaya devam etmektedir. Bu, henüz belirli kanser vakalarını yalnızca radyasyona maruz kalmaya kesin olarak bağlayamadığımız anlamına gelir; bu da hem önleme stratejilerini hem de tazminat taleplerini karmaşıklaştırır.

Araştırmalar, pilotların nükleer katarakt geliştirme olasılığının pilot olmayanlara göre üç kat daha fazla olduğunu gösteriyor; bu çarpıcı bulgunun uçuş güvenliği üzerinde doğrudan etkileri var. Nükleer katarakt, merceğin bulanıklaşmasına yol açarak bulanık görme, kamaşma ve kontrast duyarlılığının kaybına neden olur ve bu da uçuş güvenliğini olumsuz etkileyebilir. Bu durum, uluslararası kuruluşların pilotlar için daha düşük mesleki mercek doz limitleri önermesine yol açmıştır.

Gebelik, operasyonel açıdan kritik bir endişe kaynağıdır. Kozmik radyasyona maruz kalma, gelişmekte olan fetüs için bilişsel yeteneklerde azalma, fiziksel gelişim sorunları ve lösemi gibi çocukluk çağı kanserleri riskinde artış da dahil olmak üzere riskler oluşturmaktadır. Düzenleyici çerçeveler, gebelik ilan edildikten sonra fetüsün maruz kaldığı dozu yaklaşık 1 mSv ile sınırlamayı hedeflemekte olup, uzun mesafeli, yüksek irtifa ve kutup uçuşlarında azalma gerektirmektedir.

Toplam maruz kaldıkları doz konusunda endişe duyan mürettebat üyeleri, takip sisteminin bulunduğu operatörlerden doz kayıtlarını talep etmelidir.

Maruz kalma takibi

Kozmik radyasyona maruz kalma miktarı şu anda, jeomanyetik kalkanlama, atmosfer derinliği ve güneş koşullarını hesaba katan rota, irtifa ve süre gibi uçuş profili bilgilerini kullanan bilgisayar modelleriyle hesaplanmaktadır. Avrupalı ​​operatörler, mürettebatın maruz kaldığı radyasyon miktarını izlemek için EPCARD gibi sistemler kullanırken, Amerika Birleşik Devletleri’nde Federal Havacılık İdaresi (FAA) CARI sistemini kullanmaktadır.

Kanada, hava yolu operatörlerinin mürettebatın kozmik radyasyona maruz kalmasını izlemek için PCAIRE gibi araçları kullanmasını önermektedir.

Bireysel doz izleme, ABD ve Avrupa’daki sendikalar tarafından geniş çapta desteklenmektedir. CARI hesaplayıcısı gibi araçlar da kamuya açık olduğundan, mürettebat üyeleri kendi maruziyetlerini tahmin edebilirler. Maruziyet takibi, uçuş ekibi için maruziyet seviyeleri hakkında kritik bilgiler sağlar; ancak, mürettebat için uzun vadeli sağlık risklerini en aza indirmek için katı maruziyet sınırlarının uygulanması için etkili düzenlemeler gereklidir.

Mevcut düzenlemeler

Düzenlemeler, yetki alanlarına göre büyük ölçüde farklılık göstererek, farklı düzenleyici otoriteler altında aynı rotalarda uçan mürettebat için tutarsız korumalar yaratmaktadır. Avrupa Birliği’nde, uçuş ekibi, yıllık doz 1 mSv’yi aştığında mesleki olarak maruz kalan kişiler olarak kabul edilir.

AB Direktifi 2013/59 EURATOM’a göre, operatörler uygun mürettebat planlaması ve uçuş rotaları aracılığıyla maruz kalma dozunu izlemek ve azaltmakla yükümlüdür. Hamilelik koruması, ilan edildikten sonra zorunludur ve dozun tüm gebelik süresi boyunca fetüs için 1 mSv ile sınırlandırılması için programda değişiklikler yapılmasını gerektirir.

ABD’de FAA, rehberlik ve hesaplama araçları sağlıyor ancak operatörler arasında doz değerlendirmesi ve kayıt tutma konusunda tek tip gereksinimler bulunmuyor. Programlar büyük ölçüde gönüllülük esasına dayanıyor. Kanada, uçuş ekibini mesleki olarak maruz kalan kişiler olarak kabul ediyor ve program planlaması ve rota seçimi gibi operasyonel kontrollere vurgu yaparak doz tahmin programlarını teşvik ediyor.

Farklı bölgelerdeki düzenlemelerdeki tutarsızlık, aynı rotaların, düzenleyici yetki alanına bağlı olarak çok farklı izleme ve koruma önlemlerine sahip olabileceği anlamına gelir. Örneğin, Frankfurt-Singapur rotasında çalışan hamile bir kabin görevlisi, AB yasalarına göre zorunlu doz limitlerine ve uçuş programı korumalarına tabidir. Aynı kişi, aynı rotada bir ABD havayolu şirketi için uçarken bu önlemlerin hiçbirine sahip olmayabilir.

İleriye doğru yol

Havacılık sektörü, uçuş süresi sınırlamaları, dinlenme gereksinimleri ve yorgunluk riski yönetimi gibi faktörleri dikkate alan gelişmiş sistemler aracılığıyla mürettebat güvenliğini yönetmektedir. Kozmik radyasyona maruz kalma da bu sistemlere dahil edilmelidir.

Ticari süpersonik uçuşların geri dönüşü yeni zorluklar ortaya çıkarıyor. Boom Supersonic’in Overture gibi uçakları, radyasyon maruziyetinin ses altı irtifalara göre önemli ölçüde daha yüksek olduğu 60.000 feet civarında seyredecek. Bunun sonucunda ortaya çıkan daha yüksek maruziyet yoğunluğu, maruz kalma sürelerini kısaltıyor ve yıllık limitlerin ani artışlara karşı yeterli koruma sağladığı varsayımını sorgulatıyor. Hamile mürettebat için bu, tek bir gidiş-dönüş yolculuğunda aylık kılavuzlara yaklaşmak anlamına gelebilir.

Etkin bir risk azaltma, üç tamamlayıcı stratejide ilerleme gerektirir: teknoloji, operasyonlar ve düzenlemeler:

Teknolojik gelişmeler arasında güneş olaylarının ve doz değerlendirmelerinin daha iyi tahmin edilmesi, ayrıca gerçek zamanlı maruz kalma izleme için taşınabilir dozimetrelerin kullanılması yer almaktadır. Yapay zeka tabanlı rota optimizasyonu, yakıt tasarrufu ve hava koşullarına yönelik optimizasyonun yanı sıra uçaklara monte edilmiş dozimetrelerden elde edilen radyasyon maruziyeti verilerini de içerecek şekilde genişletilebilir.

Gerçekleşen ve beklenen maruz kalmaya dayalı olarak iyileştirilmiş mürettebat rotasyonu da dahil olmak üzere operasyonel değişiklikler, ardışık yüksek dozlu uçuş rotalarını sınırlamak için kullanılabilir. Hamile mürettebatın kariyer cezası almadan kutup uçuşlarından kaçınmasına olanak tanıyan programlar, fetüsün kozmik radyasyona maruz kalmasını en aza indirecektir.

Radyasyon maruziyetinin zorunlu olarak izlenmesi ve mevcut güvenlik yönetim sistemlerine entegre edilmesi de dahil olmak üzere düzenleyici değişiklikler, tutarlı uluslararası standartların oluşturulmasını kolaylaştıracaktır.

Fiziksel kalkanlama pratik olmadığı için, kozmik radyasyona maruz kalmayı azaltmanın çözümü, gerçek zamanlı radyasyon verilerine dayalı daha akıllı mürettebat planlaması, uçuş planlaması ve rota belirlemede yatmaktadır.

Kaynaklar:

Dr. Chitra Narayanan, havacılık kaynaklı emisyonların insan sağlığı üzerindeki etkilerini inceleyen bir kimya profesörüdür. Dr. Yevgen Nazarenko ise havacılık sektöründe iş sağlığı ve güvenliğini inceleyen bir çevre ve endüstriyel hijyen profesörüdür.

https://skiesmag.com/features/cosmic-radiation-aviations-invisible-occupational-hazard/

https://www.aeronews24.com/ucus-personelinin-maruz-kaldigi-radyasyon-riskler-ve-onlemler