“第23届国际空间站辐射监测研讨会”于2018年9月4—6日在日本敦贺市举行。会议由日本福井大学核能工程研究所主办,来自日本、美国、俄罗斯、德国、中国等国家共50名代表参会。每个国家至少有一名代表做了口头报告,报告内容涵盖国际空间站辐射监测所用的仪器、测量的数据、正在建设的项目、未来的发展规划等方面。
会议内容
9月4日上午的开幕式,分别由会议主持人Guenther Reitz、Nakahiro Yasuda以及敦贺市市长Takanobu Fuchikami致开幕词,之后是两个特约报告“日本福岛核电站事故后去污中的辐射监测与去污”、“埃及金字塔内μ子成像”。
会议报告可分为10个专题(笔者分类):
专题一:各种探测器的性能及实验等。报告有:气泡探测器对空间重带电粒子的响应;利用CR-39双侧成像技术进行的碳碎片高精度散射角测量和拓扑分枝;三种不同类型的粒子径迹探测器的比较;一种新型中子剂量计。
专题二:空间站上的辐射监测方案及结果。报告有:利用高原条件进行的宇宙射线剂量先进监测技术研究计划;国际空间站上的Pille测量(Pille指国际空间站上的一套基于热释光的测量系统);用于国际空间站舱内及出舱活动人员辐射监测的Pille-ISS现代化探测器。
专题三:空间探索中的网络数据库。报告有:存储Liulin型设备测得的宇宙射线数据的统一的基于web的数据库;ERFNet,一个建立于地面的用于支持降低深太空探索中的辐射危害的网络系统;ERFNet,科学家和技术专家的需求和要求咨询。
专题四:空间站的辐射防护。报告有:国际空间站俄罗斯段乘员舱加装含氢屏蔽材料的辐射防护性能;国际空间站外新材料和基准材料辐射屏蔽性能的评估;AMS低能宇宙射线(AMS指α质谱仪,2011年5月起安装于国际空间站上)。
专题五:空间站的被动式探测器。报告有:用于Matroshka-R与Radi-N2的气泡探测器测量:ISS-51/52与ISS-53/54 (ISS-51/52与ISS-53/54指时间段编号,Matroshka-R与Radi-N2指实验编号);国际空间站运行时由无源辐射剂量计向有源辐射仪器的过渡;2009—2018年国际空间站上DOSIS与DOSIS 3D的状态和科学概述(DOSIS与DOSIS 3D指利用国际空间站上的欧洲库伦实验室进行的两项辐射环境测量试验,分别在2009—2011及2012年起进行)。
专题六:空间站的主动式探测器。报告有:ISS-RAD的结果(ISS-RAD指国际空间站上一套测量系统,该系统包含带电粒子探测与快中子探测两套子系统);主动式组织等效正比计数器(ATED):国际空间站上目前正在使用的组织等效正比计数器;国际空间站上Timepix探测器的应用。
专题七:剂量计算和重建。报告有:利用PHITS与ISS 3D-CAD进行的Kibo内的剂量计算(Kibo又称为JEM,即Japan Experiment Module,指国际空间站上的日本实验舱。该工作为“深空之门”项目,即月球轨道站项目做准备);国际空间站上的DOSIS 3D项目——2017年9月太阳粒子事件分析( 2017年9月太阳粒子事件刚好发生在中国的“中元节”,即“鬼节”,因此该次事件也称为Zhongyuan Festival Event或Ghost Festival Event);2017年9月10—13日的太阳粒子事件——航空与航天中辐射照射的谱重建与计算。
专题八:重离子剂量估算和测量。报告有:基于WASAVIES的大型太阳粒子事件期间航天员剂量的实时估算;利用CR-39塑料核径迹探测器测量医疗用质子、He和C束的次级粒子对健康组织剂量的贡献;来自MSL-RAD实验的最终结果(MSL-RAD指好奇号火星车上的一套辐射测量设备);利用ExoMars微量气体轨道器上搭载的FREND装置中的Liulin-MO剂量计在火星巡游中和火星轨道上进行的辐射测量(火星巡游指利用火星车在火星表面的巡游)。
专题九:火星轨道及火星表面LiuLin探测器的测量结果以及下一代Timepix器件。报告有:火星轨道上微量气体轨道器(Trace Gas Orbiter)中的liulin-MO剂量计对辐射环境的首次测量结果;基于Liulin- MO-ExoMars剂量计测量进行的的主要剂量学量的定量估计;LIDAL:工程现状( LIDAL是一套基于闪烁体和快时间分布的离子探测器,最终希望能把国际空间站内的所有粒子进行测量、示踪和甄别);下一代Timepix器件的更新:Timepix2 (Timepix器件是欧洲核子中心近年来开发的一套辐射探测器件,相当于有源式核乳胶,该探测器的研制成功被认为是打开了全新一代的空间辐射测量的大门。此处“空间辐射测量”包括环境辐射测量与航天员的个人剂量测量)。
专题十:新技术及未来展望。报告有:未来的实验:在NASA猎户座号飞船EM-1任务中的ESA主动式剂量计(猎户座号飞船为NASA的下一代载人飞行器,“EM-1”指1号探索任务,将在2019年进行,该任务将在顺月位置处,即Cis-lunar Space处执行,为期21~42 d);搭载在猎户座号飞船上执行EM-1任务的MARE:第23届WRMISS期间的状态更新 (“MARE”指Matroshka Astrorad辐射实验,由德国宇航中心与以色列空间局资助);猎户座号飞船探测任务和国际空间站HERA辐射监测系统的最新情况。
除上述10个专题外,9月5日上午亦进行了一项特约报告:“日本海区域的γ射线观测实验的当前情况”。
会议期间下发了一个调查表。内容为目前欧洲空间局计划开发一套有助于深空探索中的辐射防护的网络系统ERFNet,调查表的目的是征求各位专家对目前方案的意见,并希望提出更好的建议。如有好的建设性的意见,或者认为本人可以为该网络的建设作出贡献,可以通过互联网和欧洲空间局联系。
结束语
世界各航天大国或机构均对空间站的辐射测量予以高度重视,进行更全面、可靠、准确的测量目前仍然是空间站辐射监测的发展趋势。除近地轨道外,美国及欧洲空间局均对火星轨道及火星表面的辐射测量予以高度重视并进行了实测活动。预计本世纪中期将实现的人类火星登陆计划,将不仅是人类太空探索过程中的一个重要里程碑,也会是人类发展过程中的一大壮举。希望有机会、有能力为空间辐射测量及防护做出贡献的工作者们,都能积极投身到人类这一壮举中来。
(陈宝维)