Results of neutron spectrum measurements in the space shuttle

From the point of view of crew irradiation, it is important to measure neutrons in spacecraft in wide energy ranges. The effects of neutrons were considered to be 5 to 30 percent of the total irradiation level in spacecraft. However, insufficient data of neutron measurements were available due to the difficulty in detecting neutrons in environments where charged particles, heavy ions and protons were present. Neutrons ranging from the thermal energy of 0.025 eV to 100 MeV were considered to cause problems. A neutron monitor was developed to measure neutrons up to 10 MeV. The monitor consisted of six Bonner sphere detectors of helium 3 proportional counters. They were wrapped in a moderator to measure energy spectra of neutrons. The monitor could perform real time measurements. The measurement was carried out for 3.5 days. The neutron intensity was determined relative to the intensity of areas other than SAA (South Atlantic Anomaly) region and the poles. The results indicated that the values of the relative neutron intensity were 5 at the poles, 73 at SAA, and 150 at the peak area. The results of measurements and simulations verified the suitability of this monitor for measuring neutrons. Experiments were planned to obtain more accurate response functions for the detectors. An onboard model was also developed to be mounted on the Japanese Experiment Module (JEM) exposed section.
乗組員の被爆という観点から、宇宙船内の中性子を幅広いエネルギー領域で測定することは重要であった。しかし、荷電粒子、重イオン、陽子の存在する環境下で中性子の検出は困難であり、測定データは不充分であった。熱中性子エネルギーの0.025eVから100MeVの中性子が問題を引き起こすと考えられる。今回、10MeVまでの中性子を検出する中性子モニタを開発した。モニタは、ヘリウム3比例計数管の6個のボナー球検出器で構成された。エネルギースペクトルの計測を行うため、検出器を異なるタイプの減速材で覆った。この装置を用いて実時間測定を行うことができた。測定を3.5日間行った。中性子強度は、SAA(南大西洋異常)地域と両極を除く地域における中性子強度との比較値として決定した。この結果、相対中性子強度の値は両極では5であり、SAA域では73であり、最も極端な地域では150であった。 実験とシミュレーションの結果から、この装置を用いて中性子の測定が可能であることを確認した。検出器のより正確な応答関数を得るための実験を計画した。また、日本宇宙ステーション実験モジュール(JEM)曝露部に搭載するモニタも開発中であった。