Nowcast and forecast of galactic cosmic ray (GCR) and solar energetic particle (SEP) fluxes in magnetosphere and ionosphere; Extension of WASAVIES to earth orbit

磁気・電離圏内における銀河宇宙線及び太陽高エネルギー粒子フラックスの現況推定と予報; WASAVIESの地球軌道への拡張

佐藤 達彦   ; 片岡 龍峰*; 塩田 大幸*; 久保 勇樹*; 石井 守*; 保田 浩志*; 三宅 晶子*; 三好 由純*; 上野 遥*; 永松 愛子*

Sato, Tatsuhiko; Kataoka, Ryuho*; Shiota, Daiko*; Kubo, Yuki*; Ishii, Mamoru*; Yasuda, Hiroshi*; Miyake, Shoko*; Miyoshi, Yoshizumi*; Ueno, Haruka*; Nagamatsu, Aiko*

巨大な太陽フレア発生時における宇宙飛行士のリアルタイム被ばく線量評価モデルの開発は、宇宙放射線防護研究で最も挑戦的なトピックの1つである。そこで、原子力機構では、科学研究費補助金(科研費)新学術領域PSTEPの枠組みで、国内の研究機関や大学と協力して、航空機被ばく警報システムWASAVIESを地球衛星軌道に拡張したWASAVIES-EOを開発した。WASAVIES-EOは、任意の地球衛星軌道上における巨大太陽フレア時の銀河宇宙線及び太陽高エネルギー粒子をリアルタイムで推定することができる。また、国際宇宙ステーション(ISS)の乗組員の実効線量当量も計算可能であり、その計算精度は、POSE衛星で測定した陽子フラックス及びISS内で測定した吸収線量により検証した。

Real-time estimation of astronaut doses during solar particle events (SPE) is one of the most challenging tasks in cosmic-ray dosimetry. We therefore develop a new computational method that can nowcast the solar energetic particle (SEP) as well as galactic cosmic-ray (GCR) fluxes on any Earth orbit during a large SPE associating with ground level enhancement. It is an extended version of WArning System for AVIation Exposure to Solar Energetic Particle, WASAVIES. The extended version, called WASAVIES-EO, can calculate the GCR and SEP fluxes outside a satellite based on its two-line element data. Moreover, organ dose and dose-equivalent rates of astronauts in the International Space Station (ISS) can be estimated using the system, considering its shielding effect. The accuracy of WASAVIES-EO was validated based on the dose rates measured in ISS, as well as based on high-energy proton fluxes observed by POES satellites.