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鶴見 美和*; 榎戸 輝掲*; 一方井 祐子*; Wu, T.*; Wang, D.*; 篠田 太郎*; 中澤 知洋*; 辻 直樹*; Diniz, G.*; 片岡 淳*; et al.
Geophysical Research Letters, 50(13), p.e2023GL103612_1 - e2023GL103612_9, 2023/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Geosciences, Multidisciplinary)Gamma-ray glows are observational evidence of relativistic electron acceleration due to the electric field in thunderclouds. However, it is yet to be understood whether such relativistic electrons contribute to the initiation of lightning discharges. To tackle this question, we started the citizen science "Thundercloud Project," where we map radiation measurements of glows from winter thunderclouds along Japan's sea coast area. We developed and deployed 58 compact gamma-ray monitors at the end of 2021. On 30 December 2021, five monitors simultaneously detected a glow with its radiation distribution horizontally extending for 2 km. The glow terminated coinciding with a lightning flash at 04:08:34 JST, which was recorded by the two radio-band lightning mapping systems, FALMA and DALMA. The initial discharges during the preliminary breakdown started above the glow, that is, in vicinity of the electron acceleration site. This result provides one example of possible connections between electron acceleration and lightning initiation.
片岡 龍峰*; 佐藤 達彦; 加藤 千尋*; 門倉 昭*; 小財 正義*; 三宅 晶子*; 村瀬 清華*; 吉田 理人*; 冨川 喜弘*; 宗像 一起*
Journal of Space Weather and Space Climate (Internet), 12, p.37_1 - 37_11, 2022/11
被引用回数：1 パーセンタイル：22.72(Astronomy & Astrophysics)2019
2020年の太陽活動極小期における銀河宇宙線の変動は、2次中性子及びミューオンで異なる傾向を示す。その違いの原因を明らかにするため、Echo State Network (ESN)と呼ばれる機械学習法を用いて、中性子モニタ及びミューオン検出器計数率から周辺環境による依存性を取り除く補正方法を構築した。その結果、周辺環境の影響を補正した後であっても、ミューオン検出器の計数率は2019年後半から減少し始め、その年の前半から減少し始めていた中性子モニタの計数率とは異なる傾向を示すことが確認できた。この結果は、太陽活動による宇宙線フラックスの変動が、そのリジディティに依存していることを示唆している。
湯浅 孝行*; 和田 有希*; 榎戸 輝揚*; 古田 禄大; 土屋 晴文; 久富 章平*; 辻 結菜*; 奥田 和史*; 松元 崇弘*; 中澤 知洋*; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2020(10), p.103H01_1 - 103H01_27, 2020/10
被引用回数：15 パーセンタイル：74.18(Physics, Multidisciplinary)We designed, developed, and deployed a distributed sensor network aiming at observing high-energy ionizing radiation, primarily gamma rays, from winter thunderclouds and lightning in coastal areas of Japan. Starting in 2015, we have installed, in total, more than 15 units of ground-based detector system in Ishikawa Prefecture and Niigata Prefecture, and accumulated 551 days of observation time in four winter seasons from late 2015 to early 2019. In this period, our system recorded 51 gamma-ray radiation events from thundercloud and lightning. Highlights of science results obtained from this unprecedented amount of data include the discovery of photonuclear reaction in lightning which produces neutrons and positrons along with gamma rays, and deeper insights into the life cycle of a particle-acceleration and gamma-ray-emitting region in a thunder-cloud. The present paper reviews objective, methodology, and results of our experiment, with a stress on its instrumentation.
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
被引用回数：7 パーセンタイル：38.79(Astronomy & Astrophysics)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。
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*
Radiation Protection Dosimetry, 180(1-4), p.146 - 149, 2018/08
被引用回数：14 パーセンタイル：81.7(Environmental Sciences)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。
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：19 パーセンタイル：69.84(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
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。
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：19 パーセンタイル：69.84(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。
三宅 晶子*; 片岡 龍峰*; 佐藤 達彦
Space Weather, 15(4), p.589 - 605, 2017/04
被引用回数：19 パーセンタイル：64.02(Astronomy & Astrophysics)近年の弱い太陽活動から、次の太陽周期では地球に到達する宇宙線フラックスが高くなると予想されている。本研究では、時間依存性を考慮した3次元太陽変調モデルを用いて、次期太陽周期における航空機乗務員の宇宙線被ばく線量や中性子モニタの計数率を定量的に予測した。その際、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを用いて構築した宇宙線による空気シャワーデータベースを利用して、大気上空の宇宙線フラックスを航空機乗務員の被ばく線量や中性子モニタ計数率に変換した。本研究による結果から、次期太陽周期では、宇宙線強度が頭打ちになるフラットトップ現象など、太陽磁場の向きに依存したいくつかの特徴的な現象が観測されると予想される。
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*
no journal, ,
モンテカルロ放射線挙動解析コードPHITSを基盤技術として、宇宙線被ばく線量評価モデルの開発を進めている。具体的には、まず、宇宙航空研究開発機構(JAXA)が中心となって開発を進めている任意軌道の宇宙線環境評価モデルにより宇宙機外の宇宙線フラックスを計算する。次に、その情報を入力情報として国際宇宙ステーション(ISS)など宇宙機内における宇宙線挙動をPHITSで詳細に解析することにより、その中に滞在する宇宙飛行士や半導体機器の被ばく線量を推定する。発表では、PHITSや宇宙線環境評価モデルの概要を中心に紹介する。
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。
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。
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2Sv/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。
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。
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。
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。
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。
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。
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, ,
巨大な太陽フレアが発生すると、太陽周辺で加速された高エネルギー陽子が磁気圏内を通り抜けて大気圏に侵入し、被ばく線量を上昇させる。その上昇率は、地表面では問題にならない程度に小さいが、航空機や国際宇宙ステーション内では、場合によっては太陽静穏時の100倍以上にもなり、注意が必要となる。そこで本研究では、太陽物理学, 宇宙天気, 超高層物理学, 原子核物理学, 放射線防護学などの様々な分野の研究者が協力し、太陽フレア時の航空機高度における被ばく線量をリアルタイムで評価して警報を発信するシステムWASAVIES(WArning System for AVIation Exposure to Solar energetic particle、通称ワサビーズ)を開発した。WASAVIESは、現在、情報通信機構の宇宙天気サービスの一環として運用され、その結果は、国際民間航空機関(ICAO)を介して各国の航空会社に発信される予定である。
