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1．目的 NASDA（現JAXA）は、有人研究プロジェクト（Human Research Facility:HRFプロジェクト）に中性子モニタ装置（BBND）をもって参加し、国際パートナに取得データを提供し、国際貢献を図ります。また、NASDA（現JAXA）は、国際宇宙ステーション（ISS）での有人宇宙活動のために必要となる宇宙放射線被曝管理技術の向上に資するための基礎データを取得します。 2．国際協力プロジェクトによる実験 HRFプロジェクトとは、ISS運用期間において宇宙環境が人間におよぼす影響について広く研究を行う国際共同プロジェクトで、ISSでの宇宙放射線計測、神経医学、宇宙心理学の実験が計画されています。HRFプロジェクトには、米国を中心として、日本、ドイツなどの大学や国立研究機関が参加しています。 HRFプロジェクトの宇宙放射線計測の研究では、2001年3月からISS米国実験棟でNASDA（現JAXA）のBBNDによる船内中性子環境計測、ドイツ航空宇宙研究所（DLR）による船内荷電粒子環境計測（DOSMAP）、米国航空宇宙局（NASA）による人体模型による臓器線量計測（TORSO）を行い、得られたデータの共同利用を図ります。
3．中性子計測実験の概要 （1）中性子 宇宙船内部には、エネルギーの高い宇宙放射線の陽子および重イオンの他に、これらの粒子が船壁構造材などの原子核と相互作用を起こして発生する二次中性子（ローカル中性子とも呼ばれる）があり、宇宙空間のアルベド中性子より多く存在します（図-2参照）。なお、中性子は、素粒子のひとつですが、電荷を持たないため物質中での透過力が強く、低エネルギーでも人体内部の器官（骨髄など）に到達するので、宇宙飛行士の全放射線被曝量の5～30%を占めるといわれています。
（2）検出器の原理 中性子は、電荷を持たないので、それ自身に電離作用はないが、比例計数管内の3He（ヘリウム3）気体との相互作用により、核反応（3He＋ｎ（中性子）→ｐ（陽子）＋3H（トリチウム）＋765keV）が起き、荷電粒子を生じて、間接的に電離を起こします。図-3のように気体中にふたつの電極を置き、高電圧をかけておくと、中性子の入射によって生じたイオン（ｐおよび3H）が検出器内の気体を電離させ、生成された電子・イオン対が検出器内の電界によって、外部回路に電離電流が流れます。比例計数管では、この電離電流が放射線によって作られたイオン対（電子、ｐおよび3H）の数に比例します。なお、センサ5の内部写真を図-4に示します。
（3）検出器の構成 本装置は、熱中性子に対し高い感度を持つ6個の検出器（ヘリウム3比例計数管）から構成されています。熱中性子は平均して0.025eV程度の低エネルギー中性子です。6個の検出器の中心部の3He比例計数管は同一のもので、6個の検出器のうち4個の検出器の周りを厚さの異なる減速材で覆うことにより、厚さによる中性子感度関数の違いを用いて、中性子エネルギースペクトルの計測を行うことができます。 また、6個の検出器のうちの2個については外部の熱中性子ノイズの影響を除去するために、熱中性子の遮蔽材（ガドリニウム）で検出器の周りを囲っています。減速材は、水素原子との弾性散乱により高速中性子を減速させ、熱中性子のエネルギーまで減速されたものが比例計数管内で反応します（図-5参照）。
（4）実験装置 中性子モニタ装置は、STS-89でスペースシャトルに搭載した中性子モニタ装置ディテクタユニットに、計測データを処理、制御、記録するためのコントロールユニットをとりつけて計測データを記録できるように開発したものです。計測データは、約1週間に一度の頻度でデータをまとめて地上に送信されます。本装置で、約8ヶ月間という長期にわたり、ISS船内の0.025eVから10MeVまでの範囲の中性子エネルギースペクトル（分布）を計測します。図-6に外観図を示します。図-7にBBNDディテクタユニット内部写真を示します。
最終更新日：2003年10月1日
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