Die kosmische Strahlung macht mit etwa 0,3 mSv pro Jahr etwa 15% der natürlichen Strahlenexposition in Deutschland aus. Sie setzt sich aus energiearmen Teilchen von der Sonne (Solare Strahlung oder "Sonnenwind") und aus energiereichen Teilchen aus dem Kosmos (Galaktische Strahlung) zusammen. Beide Komponenten beeinflussen sich gegenseitig. Starker Sonnenwind drängt die galaktische Strahlung aus dem Sonnensystem heraus, so dass starke Sonnenaktivität die galaktische Strahlenkomponente abschwächt. Damit ist die Dosis auf der Erde auch abhängig vom 11-Jahres-Zyklus der Sonnenaktivität.

BfSkosmischMittlere Effektive Jahresdosis pro Person, Daten aus 2012 für Deutschland [1]

Kosmische Strahlung wird vom Erdmagnetfeld beeinflusst, das eine gewisse Abschirmwirkung auf die Strahlungspartikel ausübt. In Regionen mit schwachem Erdmagnetfeld (z.B. im Süden Südamerikas und im Südatlantik) ist die kosmische Strahlendosis deutlich erhöht.

Galaktische Strahlung

Galaktische Strahlungspartikel können extrem energiereich sein. Sie können Energien erreichen, die sogar die des weltgrößten Teilchenbeschleunigers am CERN bei Genf übertreffen (einige TeV).

Beim Eintritt in die Erdatmosphäre besteht die primäre kosmische Strahlung zu ca. 85% aus Protonen und zu 12% aus Heliumkernen. Durch Kernreaktionen in der Atmosphäre kommt es zu einem breiten Spektrum verschiedener Teilchenarten, die als sekundäre kosmische Strahlung bezeichnet werden. Dies führt zu einem Dosisaufbau, der in einer Höhe von ca. 25 km sein Maximum hat. In Flughöhen und auf dem Erdboden setzt sich die sekundäre kosmische Strahlung hauptsächlich aus Elektronen (40%), Neutronen (40%) und Protonen (10%) zusammen. In Flughöhen von 10 km liegt die Dosisleistung mit 4 µSv/h etwa 100-mal höher als auf Meereshöhe.

Solare Strahlung

Plötzliche, abrupte und intensive Ausstrahlung von solarer magnetischer Energie, so genannte Solar Flares, bewirkt Photonenstrahlung praktisch aller Wellenlängen sowie energiereiche Partikelstrahlung. Solche Solar Flares werden von so genanntem Koronellen Massenauswurf (CME) der Sonne begleitet. Beide Effekte zusammen werden als Solar Particle Events (SPE) bezeichnet. Solche SPE sind zwar als Einzelereignisse so gut wie nicht vorhersagbar, ihr Auftreten ist aber mit dem 11-jährigen Sonnenzyklus korreliert. SPE werden weltweit in Messstationen kontinuierlich beobachtet.

Strahlungsdosis im Flugzeug

Auf Flügen können in Abhängigkeit von der Flugroute Solar Flares und Solar Particles Events bewirken, dass sich die Dosis durch kosmische Strahlung vervielfacht. Ein 10-stündiger Transatlantikflug führt zu einer Dosis von etwa 40 µSv. Wird das Flugzeug von einem SPE überrascht, so kann die Dosis auf über 100 µSv ansteigen.

Das Fliegende Personal der Fluglinien gehört zu den "beruflich Strahlenexponierten" (siehe Dosisatlas). Anhand von Flugrouten und Flugdaten wird durch Simulationsrechnungen deren jährliche Dosis bestimmt. Ein online öffentlich zugängliches Dosisberechnungsprogramm ist EPCARD.

[1] Bundesamt für Strahlenschutz