HUNGARY

COMBINED TRITEL/PILLE COSMIC RADIATION AND DOSIMETRIC MEASUREMENTS

EUROPEAN SPACE AGENCY


TriTel háromtengelyű szilícium detektoros űrdozimetriai teleszkóp

A Pille dózismérő rendszer csak az elnyelt dózis mérésére alkalmas; az ionizáló sugárzás sztochasztikus biológiai hatásának jellemzésére használt egyenérték dózis és effektív dózis meghatározásához ugyanakkor a lineáris energiaátadás (Linear Energy Transfer - LET) eloszlás, más néven LET-spektrum ismeretére is szükség van. A töltött részecskék LET értéke adott közegben (például testszövetben, vízben vagy a detektor anyagában) a dl úthosszon lokálisan elnyelt energia és a dl úthossz hányadosa.

A kozmikus sugárzást alkotó részecskék LET-spektrumának folyamatos, valós idejű nyomon követésére korábban testszövet-ekvivalens proporcionális számlálót és szilícium detektoros részecsketeleszkópokat egyaránt használtak. A testszövet-ekvivalens proporcionális számláló előnye, hogy a tér minden irányából érkező töltött részecskék detektálására alkalmas, viszont nem képes a LET közvetlen meghatározására, csupán az érzékeny térfogatban leadott energia mérésére alkalmas. Az eközben megtett út meghatározására csak közelítő eljárások léteznek, így nem határozható meg minden egyes részecske esetében az egzakt LET érték.

Részecsketeleszkóp – a későbbiekben teleszkóp – alatt olyan, több félvezető- detektorból álló detektorrendszert értünk, amelyben egy töltött részecskén koincidencia- és/vagy antikoincidencia-kapcsolás segítségével több mérést is el lehet végezni. Űrdozimetriai teleszkópokkal a detektor(ok) érzékeny térfogatában leadott energia mérhető, valamint meghatározható, hogy az adott részecske a teleszkóp geometriája által meghatározott térszögből érkezett-e (úthossz-meghatározás). A testszövet-ekvivalens proporcionális számlálókhoz viszonyítva a teleszkópok nagyon nagy előnye a hosszú idejű stabilitás, valamint a kedvező jel/zaj arány. A jelenleg használatos egytengelyű változatok ugyanakkor csak a tér kitüntetett irányából érkező részecskék detektálására alkalmasak, amely inhomogén sugárzási térben – például a Dél-atlanti anomálián történő áthaladás során – jelentős hibát okozhat. Az elmúlt években – az egytengelyű teleszkóppal kapcsolatos tapasztalatokat felhasználva – a kutatócsoportunkban megindult a kozmikus sugárzás LET-eloszlásának időbeli és térbeli meghatározására alkalmas TriTel háromtengelyű teleszkóp fejlesztése, amely három pár átmenő típusú szilícium detektorból áll. A TriTel érzékenysége – a három egymásra merőleges tengelyének köszönhetően – a 4π térszögben közel egyenletes, az eszköz a kapuzott és nem-kapuzott spektrumok kiértékelése esetén lehetőséget ad a sugárzási tér irányeloszlásának meghatározására is.

Az európai SURE (International Space Station: a Unique REsearch Infrastructure) program keretében a TriTel-SURE elnevezésű rendszer a Nemzetközi Űrállomás európai Columbus modulján fog dozimetriai méréseket végezni. A TriTel-SURE egy adatgyűjtésre és -megjelenítésre szolgáló központi egységből, egy háromtengelyű szilícium detektoros teleszkópot és a hozzá tartozó jelfeldolgozó elektronikai egységeket magába foglaló detektoregységből, valamint a detektoregységhez rögzített - az integrált LET-spektrum három tengely mentén való meghatározására alkalmas szilárdtest nyomdetektorokat és TL detektorokat tartalmazó - detektor tömbből áll. A kísérlet célja a Columbus modul fedélzetén a kozmikus sugárzás dozimetriai célú vizsgálata, végső soron a dózisegyenértéknek a mért leadott energia spektrumokból történő meghatározása lesz. A rendszer feljuttatására a jelenlegi tervek szerint 2011 második félévében kerül sor.


A TriTel teleszkóp iránt az orosz űrkutatás is nagy érdeklődést tanúsít; a moszkvai Orvosbiológiai Kutatóintézettel (Institute of Biomedical Problems, IBMP) történt megállapodás szerint az IBMP a közeljövőben repülési lehetőséget biztosít a TriTel számára a Nemzetközi Űrállomás orosz Zvezda modulján. A feljuttatandó TriTel-RS rendszer a TriTel-SURE-hoz hasonlóan egy központi egységből, egy detektoregységből valamint egy passzív detektor tömbből áll. A felbocsátásra várhatóan 2012-ben kerülhet sor.

Az Európai Űrügynökség Oktatási Irodája által meghirdetett ESEO (European Student Earth Orbiter) program keretében a TriTel egy műholdas változata kap helyet a Nemzetközi Űrállomásétól eltérő pályán keringő ESEO diák-műhold fedélzetén. A küldetésre a tervek szerint 2012-ben kerülhet sor.