| Project/Area Number |
23K17466
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
小平 聡 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所 計測・線量評価部, グループリーダー (00434324)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内藤 雅之 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所 計測・線量評価部, 研究員 (30778147)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥25,740,000 (Direct Cost: ¥19,800,000、Indirect Cost: ¥5,940,000)
Fiscal Year 2026: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2024: ¥13,130,000 (Direct Cost: ¥10,100,000、Indirect Cost: ¥3,030,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
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| Keywords | 深宇宙 / 有人探査 / 線量計測 / 線量計 / ラジオフォトルミネッセンス / 蛍光飛跡検出器 / 宇宙探査 |
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| Outline of Research at the Start |
宇宙における有人活動の場は、現在の国際宇宙ステーションから月へと展開しつつあり、深宇宙探査が国際的に本格化している。深宇宙での持続的な有人活動のためには、放射線環境対策が大きな課題であり、その場で個人被ばく線量を測定することが求められる。本研究では、従来の受動型線量計に置き換わる新たな線量計測技術として、銀活性リン酸塩ガラスチップを用いた新しい線量評価技術を確立し、宇宙実証することを目的とする。この技術が実証されれば、携行可能な単一の小型チップ素子で個人被ばく線量計測がその場で可能になると期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
深宇宙での持続的な有人活動のために、その場で個人被ばく線量を測定するための新たな線量計測技術として、銀活性リン酸塩ガラスチップを用いた新しい線量評価技術を確立し、宇宙実証することを目的としている。宇宙放射線による被ばく線量評価は、ガラスチップからの高LET（線エネルギー付与）粒子の蛍光トラックと低LET粒子由来の蛍光総量を読み出して組み合わせた方式を採用している。この新しい方式の妥当性を検証するため、国際宇宙ステーション（ISS）軌道上においてガラスチップへの宇宙放射線照射するための打ち上げ準備を進めた。従来型線量計（CR-39固体飛跡検出器と酸化アルミニウム線量計）とガラスチップをセットにした受動型線量計パッケージ（Q-STARS: QST-Solar, Terrestrial and Atmospheric Radiation Sensors）を製作し、打ち上げに必要な地上試験を経て、山梨大学と宇宙航空研究開発機構（JAXA）との共同実験であるSpacePup-IIに搭載される宇宙放射線検出器の一つとして、2024年3月にNASAケネディ宇宙センターから無事打ち上げられた。現在、ISSきぼう実験棟内で宇宙放射線を曝露中であり、2025年3月に地球帰還予定である。一方、ガラスチップから蛍光トラックと蛍光総量の両方を読み出す装置で使用する光学系部品（イメージセンサ、光検出器、光学フィルター・ミラー、励起光源、対物レンズ等）の仕様や動作方式等について、専門的知見を有する企業とともに検討した。従前に検討していた2種類の紫外励起光源を単一励起光源にまとめ、顕微鏡光路を工夫することによって、大幅な小型化が可能であることが分かった。これにより読み出し装置の実機製作に向けた準備が整った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
国際宇宙ステーション搭載用のガラスチップを含む受動型線量計の準備と地上試験を行い、無事打ち上げに成功し運用を開始できた。また、読み出し装置の実機製作に向けた詳細仕様を詰めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2025年度以降に地球帰還したガラス線量計チップを用いた宇宙放射線の線量計測・評価試験を進める。2024年度には読み出し装置の試験実機（プロトタイプ）の製作を進める。当初計画では部品毎に予算計上していたが、一つの読み出し系として動作させる必要があるため、読み出し基盤や部品を含む一体の製作費として使用する予定である。
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