Verification of the Numerical Matroshka Model and MC Simulations in the ISS Radiation Environment

01.09.2009 - 31.01.2011
Assigned research project
Hauptziel des MATSIM-Projektes (Phase A und B) ist die vollständige mathematische Simulation des Matroshka-Phantoms unter Verwendung von Monte-Carlo-Transportcodes. Das Projekt wird im Rahmen des bereits laufenden ESA-ELIPS-Projektes Matroshka, einer internationalen Zusammenarbeit von mehr als 18 Forschungsinstituten aus der ganzen Welt unter der Koordination des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) durchgeführt. Die Matroshka-Einrichtung wurde entwickelt, um die Strahlenexposition eines Astronauten während einer extravehikularen Aktivität (EVA) auf der internationalen Raumstation (ISS) festzustellen. Zu diesem Zweck wurde in dem Experiment die Dosisverteilung innerhalb eines anthropomorphen, an der Außenseite der ISS exponierten Phantoms durch einige tausend Thermolumineszenzdosimeter (TLD) gemessen. Im Rahmen von MATSIM-A wurde ein numerisches Modell des MATROSHKA-Phantoms entwickelt, welches in Bezug auf Geometrie, Material und Dichteverteilung dem realen Phantom entspricht. Die übertragene Energie und die Verteilung der absorbierten Dosis innerhalb des Phantomkörpers wurden für Photonen- und Neutronenfelder simuliert, die zur Validierung des numerischen Modells herangezogen werden. Im Rahmen von MATSIM-B wird die simulierte Dosisverteilung innerhalb des Phantoms mit den TLD-Messdaten bei Bestrahlung in Photonen- und Neutronenfeldern verglichen, die in österreichischen Referenzlaboratorien verfügbar sind. Weitere Bestrahlungen in Ionenfeldern werden geplant. Die Validierung des numerischen Modells durch TLD-Referenzmessungen bildet die Grundlage, um die Dosisverteilung im Phantom unter den für den Orbit der ISS erwarteten Strahlungsbedingungen zu untersuchen. Zusätzlich wird das Ansprechvermögen eines gewebeäquivalenten Proportionalzählers (TEPC) in der Strahlungsumgebung der ISS simuliert. Die resultierende mikrodosimetrische Verteilung soll zusätzliche Information über die Strahlenqualität geben. Diese Informationen sind für eine umfassende Risikobeurteilung der Strahlengefahr für den Menschen im Weltraum durch ionisierende, hochenergetische Teilchenstrahlung erforderlich und sollen in die Planung der zukünftigen Phase 3 des Matroshka-Projektes einfließen.

People

Project leader

Project personnel

Institute

Contract/collaboration

  • FFG - Österr. Forschungsförderungsgesellschaft mbH

Research focus

  • Structure-Property Relationsship: 10%
  • Environmental Monitoring and Climate Adaptation: 30%
  • Modeling and Simulation: 60%

Keywords

GermanEnglish
Kosmische StrahlungCosmic radiation
StrahlungstransportRadiation Transport
StrahlenrisikoRadiation Risk
MatroshkaMatroshka

External partner

  • AIT Austrian Institute of Technolog GmbH

Publications