船内実験室

国際共同宇宙放射線計測「マトリョーシカ」実験

宇宙空間における人体内の宇宙放射線被ばく影響の評価を目的とするマトリョーシカ実験が始まりました。
今回の実験は、JAXA/ESA（欧州宇宙機構）/ROSCOSMOS（ロシアの宇宙機関）の3機関が合同で実施した初めての実験運用となります。

１．実験の概要

　平成22年5月4日から、JAXA/ESA（欧州宇宙機構）/ROSCOSMOS（ロシアの宇宙機関）の共同運用によるマトリョーシカ実験が始まりました（動画1、写真1〜3）。ロシアモジュール（ズヴェズダ）に保管されていたファントム（平均的な成人男性の体格を模擬した人体模型）を、ロシアの宇宙飛行士が「きぼう」船内に運びこみ、プログレス補給船（37P、平成22年4月29日打上）で打ち上げた受動型の被ばく線量計をファントム体内に組み込みました。その後、野口宇宙飛行士がロシアの宇宙飛行士からファントムを受取り、「きぼう」船内のF2ラック（図1）に設置しました。

　本シリーズ実験は、線量計を埋め込んだファントムを「きぼう」船内に長期間設置して臓器被曝量を実測し、人体内の宇宙放射線被ばく影響を正確に評価することを目的としています。
　ISSパートナー機関を含む9カ国18機関を含む国際協同実験で、DLR（ドイツ航空宇宙センター）のライツ博士（Dr.G.Ritze）が代表研究者です。JAXA宇宙環境利用センターも共同研究者として参加しており、25個のPADLES受動型放射線線量計（熱蛍光線量計TLDと固体飛跡飛検出CR-39を封入）がファントム体内に設置されています（図2、3）。現在、このCR-39/TLDの組み合わせは、各国の受動型放射線量計の手法として採用されていますが、もともとは日本で開発された計測手法です。ファントムは、約10か月ほど「きぼう」F2ラック設置され（宇宙放射線に曝露され）、組み込まれた線量計のみを地上に回収します。PADLES線量計は、地上へ回収・帰還後、筑波宇宙センター内の実験室で解析されます。

【写真1】37Pプログレスで打ち上げられた線量計を組み込む アレクサンダー・スクボルソフ（左）、ミカエル・コニエンコ（右）両宇宙飛行士（提供：NASA）

【写真2】線量計を組み込んだファントムと野口宇宙飛行士（右）（提供：NASA）

【写真3】野口宇宙飛行士がF2ラックに設置したマトリョーシカファントム（提供：NASA）

【図1】マトリョーシカファントムの設置場所（F2ラック）

【図2】マトリョーシカファントムの概要

【図3】PADLES線量計 上：PADELS線量計の展開図、 下：マトリョーシカ線量計ボックスに組み込んだPADLES線量計

２．「きぼう」利用実験のポイント

（１）「きぼう」に設置する意義
　2008年6月に「きぼう」船内実験室が打ち上げられるまでは、マトリョーシカ実験は、ロシアモジュール「ズヴェズダ」の船内外やロシアのドッキングモジュール「ピアース」で実施されていました。ロシアのモジュールは、他国のモジュールと規格が異なり、形状が複雑で船壁が厚いモジュールです。今回「きぼう」日本実験棟で実験をすることで、船壁の厚さや構造が異なるロシアモジュールとの遮蔽効果を比較する実験ができます。
　JAXAが持っている「きぼう」日本実験棟の構造や線壁の厚さの詳細情報や、「きぼう」船内実験室に17か所設置されている放射線環境モニタリング実験（Area PADLES）の測定結果を組み合わせて、

を行います。これらの研究開発には、国内の研究機関では、高エネルギー加速器研究機構、日本原子力研究機構、放射線医学総合研究所との研究協力が進んでいます。

（２）今回の国際協力
　今回のシリーズ実験は、JAXA/ESA/ROSCOSMOSの3機関が合同で実施した初めての実験運用となります。ESAがファントムを使った実験機会を提供し、ロシアが線量計を組み込む作業を、JAXAが実験実施場所（保管スペース）を提供しました。軌道上にあるファントムや実験スペースを国際間で有効に活用し、「きぼう」利用による宇宙放射線物理分野に大きく貢献するデータ取得が可能となりました。

参考：