Passzív sugárzásmérő detektorok kalibrálásával kapcsolatos vizsgálataink bemutatása jelent meg nemrégiben a Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A című szakfolyóiratban. A főbb eredményeket itt is közreadjuk.
Az űrhajósok karrierjének egyik korlátozó tényezője a kozmikus sugárzás által okozott dózis. A nagyenergiás protonok, mint az űrjárművek fedélzetén kialakuló bonyolult sugárzási tér legfontosabb összetevői, a dózishoz is jelentős mértékben hozzájárulnak. Hogy megvizsgáljuk az űrben is alkalmazott szilárdtest nyomdetektorok proton besugárzásra adott válaszát, számos ilyen detektor csomagot sugaraztunk be a krakkói Proteus ciklotronnál különböző nagyenergiás proton nyalábokkal.
A beeső protonok nem detektálhatók közvetlenül, de ún. másodlagos részecskéket generálnak: meglökik vagy széthasítják (fragmentálják) a detektor anyagában található atomokat, ezek pedig látható nyomot hagynak maguk után. Ilyen fragmentációs eseményekről készült felvételek láthatók az alábbi ábrán.
Protonok által keltett fragmentációs események, melyek 2, 3 és 4 látható részecske nyomot hoztak létre (balról jobbra). A felső sorban a fókusz a detektor síkjára van állítva, az alsóban pedig mélyebbre, ezáltal kirajzolódik a részecskék pályája és látható a közös kiindulási pont is.
A nyomok geometriai paramétereinek felhasználásával meghatároztuk a dozimetriai mennyiségeket. A proton nyalábokkal besugarazott nyomdetektorok eredményeit összehasonlítottuk a Nemzetközi Űrállomás Columbus moduljában a TRITEL-SURE kísérlet során 2013-ban repült nyomdetektorok jelzéseivel. A sugárzási tér jellemzésére használt ún. minőségi tényezők különbsége mindössze 5% körüli volt. Termolumineszcens (TL) detektorokat is használtunk minden esetben, ezek az elsődleges protonoktól és az űrben levő egyéb részecskéktől származó elnyelt dózis mérésére alkalmasak. A TL és nyomdetektorok által szolgáltatott mérési eredmények összehasonlítása és elemzése során azt kaptuk, hogy a protonok által keltett részecske fragmentumok az elnyelt dózisnak 3,2%-át, míg a dózisegyenértéknek (ami arra utal, hogy az elnyelt dózistól mekkora biológiai hatás várható) 14,2%-át tették ki a TRITEL-SURE kísérlet során.
Szabó Julianna
Szabó, J., Pálfalvi, J.K., Strádi, A., Bilski, P., Swakoń, J., and Stolarczyk, L., 2018. Proton induced target fragmentation studies on solid state nuclear track detectors using Carbon radiators. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 888, 196-201. https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.01.084