Die Strahlenexposition im Weltraum durch kosmische Strahlung lässt sich durch sorgfältige Missionsplanung und konstruktive Maßnahmen z. B. der Einrichtung eines Schutzraums im Raumfahrzeug zwar vermindern, verhindern lässt sie sich indes nicht. Grund hierfür ist die hohe Energie der Strahlung und der damit hohen Eindringtiefe in Materie. Bei Abwesenheit von nur sporadisch auftretenden solaren Teilcheneruptionen wird die Strahlenexposition im nahen Erdorbit innerhalb von Raumfahrzeugen zum einen durch die galaktische Strahlung (Protonen und schwerere Ionen) und zum anderen durch die Protonen in der Südatlantischen Anomalie (SAA), einer Region in der der Strahlungsgürtel bis auf 200 km an die Erdoberfläche heranreicht, bestimmt. Hinzu kommen Neutronen, die als Wechselwirkungsprodukte der primären galaktischen Strahlung mit der Erdatmosphäre entstehen. Bei Außenbordaktivitäten wird die Hautexposition durch die Elektronen in der SAA und in Polnähe dominiert. Das Strahlenfeld variiert räumlich und zeitlich in Abhängigkeit vom Erdmagnetfeld und vom Sonnenzyklus. Durch Wechselwirkung der hochenergetischen Teilchenkomponente des Strahlungsfeldes mit den Atomkernen des Raumfahrzeuges und denen der Astronauten kommt es zur Bildung sekundärer Teilchen. In interplanetaren Missionen wird der Strahlungsgürtel in wenigen Minuten durchquert, wodurch sein Beitrag zur Strahlenexposition sehr gering ist, allerdings fällt danach der Schutz durch das Erdmagnetfeld weg, wodurch als reduzierende Maßnahme lediglich die Hülle des Raumschiffes und eventuell vorgesehene Schutzräume als dosisverminderte Maßnahmen verbleiben. Der Beitrag beschreibt das Strahlenfeld, dessen Wechselwirkung mit dem Erdmagnetfeld und mit Abschirmmaterialen und zeigt Resultate einiger Messungen auf der Internationalen Raumstation und anderen Missionen und die Abschätzung von Expositionen in interplanetaren Missionen.

    The radiation exposure in space by cosmic radiation can be reduced through careful mission planning and constructive measures as example the provision of a radiation shelter, but it cannot be completely avoided. The reason for that are the extremely high energies of particles in this field and the herewith connected high penetration depth in matter. For missions outside the magnetosphere ionizing radiation is recognized as the key factor through its impact on crew health and performance. In absence of sporadic solar particle events the radiation exposure in Low Earth orbit (LEO) inside Spacecraft is determined by the galactic cosmic radiation (protons and heavier ions) and by the protons inside the South Atlantic Anomaly (SAA), an area where the radiation belt comes closer to the earth surface due to a displacement of the magnetic dipole axes from the Earth's center. In addition there is an albedo source of neutrons produced as interaction products of the primary galactic particles with the atoms of the earth atmosphere. Outside the spacecraft the dose is dominated by the electrons of the horns of the radiation belt located at about 60 degree latitude in Polar Regions. The radiation field has spatial and temporal variations in dependence of the Earth magnetic field and the solar cycle. The complexity of the radiation field inside a spacecraft is further increased through the interaction of the high energy components with the spacecraft shielding material and with the body of the astronauts. In interplanetary missions the radiation belt will be crossed in a couple of minutes and therefore its contribution to their radiation exposure is quite small, but subsequently the protection by the Earth magnetic field is lost, leaving only shielding measures as exposure reduction means. The report intends to describe the radiation field in space, the interaction of the particles with the magnetic field and shielding material and give some numbers on the radiation exposure in low earth orbits and in interplanetary missions.


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    Titel :

    Characteristics of the radiation field in low earth orbit and in deep space


    Weitere Titelangaben:

    Das Strahlenfeld im nahen Erdorbit und im intergalaktischen Raum


    Beteiligte:

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2008


    Format / Umfang :

    11 Seiten, 12 Bilder, 1 Tabelle, 23 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Englisch




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