Messung und Bewertung der Weltraumstrahlung an der Oberfläche eines Satelliten

Abstract

In dieser Arbeit wurde die HTR-Methode in einem gemischten Strahlungsfeld mit einem breiten Energiespektrum angewandt. Das passierte im Rahmen der BIOPAN-5-Mission. Sie ist ein Projekt der European Space Agency (ESA) in Zusammenarbeit mit dem Institut für Biomedizinische Probleme (IMBP) der Russischen Akademie der Wissenschaften. Dort wurde das Projekt RAdiation DOsimetry (RADO) iniziert welches in Zusammenarbeit mit dem Atominstitut der Österreichischen Universitäten aufgrund der Entwicklung der High Temperature Ratio (HTR)-Methode für die Mission durchgeführt wurde.<br />Die Bestrahlung erfolgte durch die Exposition der Dosimeter im freien Weltraum. Ziel war es den Verlauf der biologisch relevanten Dosis in einem Dosimeterstapel zu beschreiben. Dafür ist es nötig die freie Weltraumstrahlung qualitativ zu bewerten.<br />Mit der HTR-Methode soll die Möglichkeit geboten werden, sowohl die Energiedosis als auch den wirksamen Energietransfer (LET) zu messen.<br />Dieser LET ist ein näherungsweiser Parameter für die biologische Wirksamkeit des Strahlungsfeldes.<br />Realisiert wurde das, indem man Dosimeter nach Dosimetertypen geordnet und übereinander gestapelt hat.<br />Dass der Tiefendosisverlauf, der durch die Elektronen hervorgerufen ist, nicht weiter als bis zu einer Abschirmtiefe von 2,5 g/reicht, konnte deutlich erkennbar bestätigt werden. Da also die Absorption der Elektronen der freien Weltraumstrahlung schon in den obersten Schichten der Materie erfolgt, kann sie leicht abgeschirmt werden, etwa durch einen Raumanzug (~ 10 g/). Damit kann die Elektronenkomponente für Abschirmüberlegungen vernachlässigt werden.<br />Der starke Anstieg des HTR durch die Abbremsung der Protonen ist ein wesentlicher Punkt für die Strahlenbelastung der Astronauten, die jedoch nicht nur durch die direkte Einwirkung der Protonen, sondern auch durch Erzeugung von Neutonen und andern sekundären Teilchen bei der Wechselwirkung mit Materie wie etwa dem Raumschiff selbst oder anderen Gerätschaften entsteht.<br />Die Schwerionenkomponente ist hier auch wesentlich beteiligt, wie aber die Messergebnisse gezeigt haben durchdringt sie den Dosimeterstapel, mit einer maximalen Abschirmdicke von 4,72 g/cmnahezu ungebremst, da diese Teilchen so hochenergetisch sind und beim Durchgang durch Materie zunächst nur wenig Energie deponieren. Am Ende ihrer Reichweite können schwere Ionen allerdings große biologische Wirkung haben.<br />