Astronaut dose estimation using the PHITS code in combination with realistic models of the Kibo module and the MATROSHKA phantom

きぼうモジュールとMATROSHKAファントムに対する現実的なモデルを組み込んだPHITSを用いた宇宙飛行士被ばく線量評価

佐藤 達彦   ; 永松 愛子*; 武田 和雄*; 仁井田 浩二*; Puchalska, M.*; Sihver, L.*; Reitz, G.*

Sato, Tatsuhiko; Nagamatsu, Aiko*; Takeda, Kazuo*; Niita, Koji*; Puchalska, M.*; Sihver, L.*; Reitz, G.*

宇宙飛行士の被ばく線量評価は、長期宇宙滞在を計画するうえで極めて重要となる。そのため宇宙航空研究開発機構(JAXA)は、欧州宇宙機構(ESA)などと協力して、国際宇宙ステーションきぼうモジュール内に人体ファントムMATROSHKAを設置し、その被ばく線量を計測した。本研究では、原子力機構が中心となって開発している粒子線輸送計算コードPHITSに、JAXAが開発したきぼうモジュールモデル及びChalmers工科大学が開発したMATROSHKAファントム数値モデル(NUNDO)を組合せ、測定結果のシミュレーションによる再現精度を検証した。その結果、臓器線量などの測定値と計算値は比較的よく一致することがわかり、PHITSが宇宙飛行士被ばく線量に適応できることを実証した。

Estimation of organ doses and their mean quality factors for astronauts due to cosmic-ray exposure has been an essential issue in the planning of long-term space missions. We therefore performed simulation for calculating the organ doses and their mean quality factors inside the MATROSHKA phantom, using a realistic geometry of the Kibo module in combination with the NUNDO phantom, which was constructed based on the CT image of the phantom. The particle and heavy ion transport code system PHITS was employed in the simulation. From preliminary results, it is found that the calculated organ doses and their mean quality factors inside the MATROSHKA phantom agree with the corresponding experimental data fairly well.