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論文

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

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*

Journal of Space Weather and Space Climate (Internet), 9, p.A9_1 - A9_11, 2019/03

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。

論文

Radiation dose nowcast for the ground level enhancement on 10-11 September 2017

片岡 龍峰*; 佐藤 達彦; 三宅 晶子*; 塩田 大幸*; 久保 勇樹*

Space Weather, 16(7), p.917 - 923, 2018/07

 被引用回数:8 パーセンタイル:2.3(Astronomy & Astrophysics)

2017年9月10-11日にかけて、太陽高エネルギー粒子(SEP)放出を伴う太陽フレアが発生した。SEPは、磁気圏や大気圏を突破することが可能なため、地上中性子モニタの計数率上昇(Ground Level Enhancement)や航空機高度における被ばく線量を上昇させる可能性がある。そこで我々は、航空機被ばく警報システムWASAVIESを用いてこのイベント時の航空機高度による被ばく線量を評価した。その結果、標準巡航高度(高度約12km)における被ばく線量は最大でも2$$mu$$Sv/h程度であり、人体に影響があるレベルではないことが分かった。

論文

Real time and automatic analysis program for WASAVIES; Warning system for aviation exposure to solar energetic particles

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*; Park, I.*; 三好 由純*

Space Weather, 16(7), p.924 - 936, 2018/07

 被引用回数:4 パーセンタイル:11.05(Astronomy & Astrophysics)

本研究では、航空機被ばく警報システムWASAVIESを改良し、太陽フレア時の航空機乗務員被ばく線量をリアルタイムで評価可能とした。具体的には、地上中性子モニタ計数率とGOES衛星により計測した高エネルギー陽子フラックスを5分毎にダウンロードし、そのデータを自動解析してWASAVIES物理モデルで必要となる4つのパラメータを決定することにより、世界各地での宇宙線被ばく線量の現況評価とその時間変化を予測するプログラムを開発した。改良したWASAVIESの性能は、21世紀に発生した3つの大きな太陽フレアイベントを解析することにより検証した。その結果、WASAVIESのリアルタイム線量評価結果は十分な精度を有するものの、その予報精度はイベント毎に大きく異なることが分かった。WASAVIESの結果は、近日中に情報通信機構の公開サーバーから発信される予定である。

論文

Interplanetary particle transport simulation for warning system for aviation exposure to solar energetic particles

久保 勇樹*; 片岡 龍峰*; 佐藤 達彦

Earth, Planets and Space (Internet), 67, p.117_1 - 117_13, 2015/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:55.27(Geosciences, Multidisciplinary)

巨大な太陽フレアが発生した際、航空機高度における被ばく線量が急激に上昇する可能性がある。そこで我々は、太陽フレアによる航空機被ばく警報システムWASAVIESの開発に取り組んでいる。WASAVIESでは、Fokker-Planck方程式の形式を持つFocused transport equationを用いた惑星間空間粒子輸送シミュレーション、テスト粒子法を用いた磁気圏内粒子輸送シミュレーション、粒子輸送計算コードPHITSを用いた大気圏内粒子輸送シミュレーション結果を組み合わせて、航空機乗務員の被ばく線量を予測する。本論文では、そのコンポーネントの1つである惑星間空間粒子輸送シミュレーションに関して、磁気圏外側に到達する太陽高エネルギー粒子(SEP)の強度やスペクトルの時間変化を予測するモデルの開発、観察されたSEPイベントへの適用によるモデルの妥当性の検証結果について報告する。

論文

Air shower simulation for WASAVIES; Warning system for aviation exposure to solar energetic particles

佐藤 達彦; 片岡 龍峰*; 保田 浩志*; 八代 誠司*; 桑原 孝夫*; 塩田 大幸*; 久保 勇樹*

Radiation Protection Dosimetry, 161(1-4), p.274 - 278, 2014/10

 被引用回数:16 パーセンタイル:9.29(Environmental Sciences)

航空機乗務員は、銀河宇宙線(GCR)に恒常的に被ばくするのみならず、巨大な太陽フレアが発生した場合、それに伴って放出される太陽高エネルギー粒子(SEP)にも被ばくする。そのSEPによる被ばく線量を評価するため、われわれは、放射線挙動解析コードPHITSをベースに構築したGCRが引き起こす空気シャワーシミュレーション技術をSEPに応用し、単色のSEPが大気に入射したときの各高度における放射線フラックスを計算するデータベースを作成した。そして、そのデータベースを開発中の航空機被ばく警報システム(WASAVIES)に組み込み、過去における巨大太陽フレア時の被ばく線量を推定した。本稿では、WASAVIESの概要について説明するとともに、空気シャワーシミュレーションの詳細について解説する。

論文

Radiation dose forecast of WASAVIES during ground-level enhancement

片岡 龍峰*; 佐藤 達彦; 久保 勇樹*; 塩田 大幸*; 桑原 孝夫*; 八代 誠司*; 保田 浩志*

Space Weather, 12(6), p.380 - 386, 2014/06

 被引用回数:12 パーセンタイル:39.36(Astronomy & Astrophysics)

巨大な太陽フレアが発生した場合、大量の太陽高エネルギー粒子(SEP)が放出され、航空機高度における宇宙線被ばく線量が急激に上昇する可能性がある。そのような事象に対していち早く警報を発するため、我々は、物理モデルに基づいて太陽フレア時の航空機高度における被ばく線量を予測するシステムWASAVIESを開発した。WASAVIESには、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを用いて実施した空気シャワーシミュレーションの結果をまとめたデータベースが組み込まれている。そのため、WASAVIESは、航空機高度における被ばく線量の時間変化を、太陽フレア発生後に最も早くかつシンプルに予測することができる。

口頭

Development of WASAVIES (Warning System of AVIation Exposure to SEP); System overview

佐藤 達彦; 保田 浩志*; 片岡 龍峰*; 八代 誠司*; 桑原 孝夫*; 塩田 大幸*; 久保 勇樹*

no journal, , 

巨大な太陽フレアが発生した場合、太陽から放出される高エネルギー太陽放射線(SEP)の影響により航空機高度の被ばく線量は短時間で劇的に上昇する。その被ばく線量増加を的確に予測するため、われわれの研究チームでは、高々度SEP被ばく警報システムWASAVIESの開発に取り組んでいる。WASAVIESでは、まず、宇宙天気に関する最新の情報に基づいて大気に入射するSEPスペクトルをフレア発生から6時間以内に予測する。その後、原子力機構が中心となって開発している粒子輸送計算コードPHITSを用いて作成した大気圏内宇宙線スペクトルデータベースを用いて、入射SEPフラックスを各高度における被ばく線量に変換する。発表では、現状のシステムで、過去における太陽フレア時の中性子モニタ計数率変化をどの程度予測できるか検証した結果について報告する。

口頭

Radiation protection of humans in space and aviation; Current states and future needs on the warning system for aviation exposure to SEP (WASAVIES)

佐藤 達彦; 石井 守*; 片岡 龍峰*; 久保 勇樹*; 簑島 敬*; 三好 由純*; 永松 愛子*; 塩田 大幸*; 高島 健*; 保田 浩志*

no journal, , 

太陽高エネルギー粒子(SEP)による宇宙飛行士や航空機乗務員の被ばく線量予報は、宇宙天気研究の中でも最も難しい課題の1つである。我々は、過去5年間にわたって、航空機被ばく警報システムWASAVIESを開発してきた。WASAVIESは、物理ベースのモデルを用いて大気上空におけるSEPフラックスを計算し、そのフラックスに空気シャワーシミュレーションに基づくデータベースを組み合わせて航空機高度における被ばく線量を導出する。しかし、物理モデルの計算に必要なパラメータを決定するためには、最低でもイベントが発生してから2.5時間を要するため、現状では、イベントのピーク時の被ばく線量を予報することはできない。そこで、我々は、科研費新学術領域PSTEPの枠組みで、それらパラメータを決定するまでの時間短縮や、経験モデルに基づくSEP被ばく線量の現況報告システムの開発に取り組んでいる。発表では、WASAVIESの概要と今後の開発戦略について紹介する。

口頭

Current states and future needs on the Warning System for Aviation Exposure to Solar Energetic Particle (WASAVIES)

佐藤 達彦; 片岡 龍峰*; 保田 浩志*; 久保 勇樹*; 石井 守*; 三宅 晶子*; Park, I.*; 三好 由純*

no journal, , 

太陽高エネルギー粒子(SEP)による航空機乗務員の被ばく線量予報は、宇宙天気研究の中でも最も難しい課題の1つである。我々は、科学研究費補助金新学術領域PSTEPの枠組みで、SEPによる航空機被ばく警報システムWASAVIESを開発している。WASAVIESは、物理モデルに基づいてSEPフラックスを計算するため、被ばく線量の現況のみならず予報が可能となる。本発表では、WASAVIESの概要を紹介するとともに、現在開発中の自動計算アルゴリズムの特徴などに関して説明する。

口頭

Warning system for aviation exposure to solar energetic particle (WASAVIES)

佐藤 達彦; 片岡 龍峰*; 保田 浩志*; 久保 勇樹*; 石井 守*; 三宅 晶子*; Park, I.*; 三好 由純*

no journal, , 

太陽高エネルギー粒子(SEP)による航空機乗務員の被ばく線量予報は、宇宙天気研究の中でも最も難しい課題の1つである。我々は、科学研究費補助金新学術領域PSTEPの枠組みで、SEPによる航空機被ばく警報システムWASAVIESを開発している。WASAVIESは、4つのパラメータ(太陽付近でのSEPフラックス絶対値、ベキ、時間特性、及び磁気圏に入射するピッチ角)を持つ物理モデルとデータベースに基づいてSEPフラックスを計算するため、被ばく線量の現況のみならず予報が可能となる。本発表では、WASAVIESの概要を紹介するとともに、現在開発中の現況・予報システムの特徴などに関して説明する。

口頭

Radiation dose estimation during the ground level enhancement on 10-11 September 2017 using WASAVIES

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*; 辻野 貴士*

no journal, , 

2017年9月10-11日にかけて、太陽高エネルギー粒子(SEP)放出を伴う太陽フレアが発生した。SEPは、磁気圏や大気圏を突破することが可能なため、地上中性子モニタの計数率上昇(Ground Level Enhancement)や航空機高度における被ばく線量を上昇させる可能性がある。そこで我々は、航空機被ばく警報システムWASAVIESを用いてこのイベント時の航空機高度による被ばく線量を評価した。その結果、標準巡航高度(高度約12km)における被ばく線量は最大でも2$$mu$$Sv/h程度であり、人体に影響があるレベルではないことが分かった。本発表では、この解析結果を説明するとともに、我々が開発したWASAVIES自動計算システム(情報通信機構のホームページより近日中に公開予定)の概要について紹介する。

口頭

WASAVIES: Warning system for aviation exposure to solar energetic particles

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*; Park, I.*; 三好 由純*

no journal, , 

科学研究費補助金(科研費)新学術領域PSTEPの枠組みで、巨大な太陽フレアが発生した場合の航空機高度における被ばく線量を推定・予報するシステムWASAVIESを開発し、その精度を21世紀に発生した大きな太陽フレアイベントを解析することにより検証した。その結果、WASAVIESにより推定した地上及び人工衛星における宇宙線強度は実測値をよく再現することが分かり、航空機高度における被ばく線量の計算精度も十分にあることが保証された。WASAVIESは、近い将来、NICTの宇宙天気情報サービスの一環として公開される予定である。

口頭

Current status of WASAVIES: Warning system for aviation exposure to solar energetic particles

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*; Park, I.*; 三好 由純*

no journal, , 

原子力機構は、科学研究費補助金(科研費)新学術領域PSTEPの枠組みで、巨大な太陽フレアが発生した場合の航空機高度における被ばく線量を推定・予報するシステムWASAVIESの開発を進めている。本発表では、その開発の現状、特に最近開発したリアルタイム自動解析アルゴリズムについて紹介する。自動解析アルゴリズムでは、GOES衛星により観測した陽子フラックスと地上中性子モニタ計数率を5分間隔でダウンロードし、あらかじめ計算しておいたいくつかの太陽フレアのパターンから最適なものを選択する。その精度は、21世紀に発生した複数の太陽フレアイベントにより検証されている。WASAVIESは、今後、情報通信研究機構のウェブサイトより公開される予定である。

口頭

Real-time estimation of astronaut doses during large solar particle events based on WASAVIES

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*; Park, I.*; 三好 由純*; 上野 遥*; et al.

no journal, , 

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、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の開発を進めている。本発表では、WASAVIES-EOの計算アルゴリズムについて解説するとともに、それを近年発生した3つの巨大太陽フレアに適用した結果について紹介する。

口頭

Recent improvement of WASAVIES; Warning system for aviation exposure to solar energetic particle

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*

no journal, , 

原子力機構は、科学研究費補助金(科研費)新学術領域PSTEPの枠組みで、巨大な太陽フレアが発生した場合の航空機高度における被ばく線量を推定・予報するシステムWASAVIESの開発を進めている。本発表では、その開発の現状、特に最近開発したリアルタイム自動解析アルゴリズムについて紹介する。自動解析アルゴリズムでは、GOES衛星により観測した陽子フラックスと地上中性子モニタ計数率を5分間隔でダウンロードし、あらかじめ計算しておいたいくつかの太陽フレアのパターンから最適なものを選択する。その精度は、21世紀に発生した複数の太陽フレアイベントにより検証されている。本発表では、最近開発したWASAVIESのWebインタフェイスについて詳細に紹介する予定である。

口頭

Current status of WASAVIES; Warning system for aviation exposure to solar energetic particles

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*; Park, I.*; 三好 由純*

no journal, , 

原子力機構は、科学研究費補助金(科研費)新学術領域PSTEPの枠組みで、巨大な太陽フレアが発生した場合の航空機高度における被ばく線量を推定・予報するシステムWASAVIESの開発を進めている。本発表では、その開発の現状、特に最近開発したリアルタイム自動解析アルゴリズムについて紹介する。自動解析アルゴリズムでは、GOES衛星により観測した陽子フラックスと地上中性子モニタ計数率を5分間隔でダウンロードし、あらかじめ計算しておいたいくつかの太陽フレアのパターンから最適なものを選択する。その精度は、21世紀に発生した複数の太陽フレアイベントにより検証されている。WASAVIESは、情報通信研究機構のウェブサイトより3月に公開される予定である。

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