Comparison of cosmic-ray environments on earth, moon, mars and in spacecraft using PHITS

PHITSを用いた地球・月・火星及び宇宙機内における宇宙線環境の比較

佐藤 達彦   ; 永松 愛子*; 上野 遥*; 片岡 龍峰*; 三宅 晶子*; 武田 和雄*; 仁井田 浩二*

Sato, Tatsuhiko; Nagamatsu, Aiko*; Ueno, Haruka*; Kataoka, Ryuho*; Miyake, Shoko*; Takeda, Kazuo*; Niita, Koji*

宇宙線環境は、太陽活動、磁場、遮へい効果の影響を受け、場所や時間によって大きく異なる。本研究では、原子力機構が中心となって開発している放射線挙動解析コードPHITSを用いて、地球・月・火星及び低軌道や惑星間空間にある宇宙機内の宇宙線環境を評価した。その際、惑星や宇宙機に入射する宇宙線フラックスは、ドイツDLRが開発した銀河宇宙線モデルと捕捉放射線モデルAP9/AE9を用いて再現し、宇宙機は、宇宙航空研究開発機構が開発した仮想国際宇宙ステーションモデルを用いて模擬した。そして、得られた結果を比較することにより、様々な宇宙線環境における最適な宇宙線遮へい方法に関して検討した。

Cosmic-ray dose rates spatially and temporally change very much. In this study, we compared the calculated cosmic-ray environments on the Earth, Moon, and Mars as well as inside spacecraft on low-earth orbit (LEO) and at interplanetary space. In the calculation, a galactic cosmic-ray model developed in DLR and trapped proton/electron models AP9/AE9 were used for determining the incident cosmic-ray fluxes, and the Particle and Heavy Ion Transport code System, PHITS, was employed for the cosmic-ray transport simulation in the Earth, Lunar, and Martian systems as well as spacecraft. The virtual International Space Station (ISS) model developed by JAXA was adopted as the representative of spacecraft in the PHITS simulation. This paper focuses on the comprehensive discussions on the difference of cosmic-ray environments and the effective methods of their shielding in various exposure situations.