211service.com
Nešiojami, delno dydžio radiacijos detektoriai
Nacionalinio kosmoso biomedicinos tyrimų instituto mokslininkai ( NSBRI ) ir JAV karinio jūrų laivyno akademija ( LŪPA ) sukūrė naują radiacijos detektorių, skirtą naudoti kosminėse misijose, ypač į Mėnulį ir Marsą, kur energijos lygis yra pavojingas ir apytikslės dozės. Prietaisas, vadinamas mikrodozimetru, yra mažas ir mažai galios, jis gali matuoti atmosferos spinduliuotės lygį realiu laiku.
Atskleista radiacija : Mikrodozimetro prietaisą sudaro jutiklis, sudarytas iš mažų ląstelių, kurių kiekviena vadinama vieno diodo detektoriumi, kurių matmenys yra 10 x 10 x 2 mikronai – raudonųjų kraujo kūnelių dydžio. Ląstelės matuoja atmosferos radiacijos lygį pagal mažyčių energijos dalelių, nusėdusių į kiekvieną ląstelę, kiekį. Jų surinktus duomenis galima įrašyti ir įvertinti realiu laiku.
Mes tikrai naudojamės esamomis technologijomis ir perkeliame jas į naujas ribas, kad galėtume pritaikyti jas ten, kur jos dar niekada nebuvo taikomos, sako Vince'as Pisacane'as, NSBRI technologijų plėtros komandos tyrėjas, USNA aviacijos ir kosmoso inžinerijos profesorius. vyriausiasis tyrėjas šiuo klausimu projektą . Naudodamas savo komandos sukurtą silicio prietaisą kaip pagrindinį jutiklį, Pisacane tikisi pasiekti tokio tipo tikslumą, kurio reikia norint įvertinti žmonių radiacijos poveikį erdvėje. Jis sako, kad labai svarbu [žmonių sveikatai], kad jis būtų kuo tikslesnis.
Kadangi Apolonas misijose NASA kiekvienoje misijoje skraidė įvairius radiacijos detektorius; dauguma šių detektorių buvo pagrįsti viena technine įranga: dozimetru. Šis prietaisas, kuris vis dar yra pats tiksliausias prietaisas, kurį savo darbe naudoja žmonės, nuolat veikiami radiacijos, matuoja bendrą sukauptą radiacijos apšvitos kiekį ir gali būti ženklelio, rašiklio dydžio vamzdelio ar skaitmeninio rodmens pavidalu. Tačiau prietaisas, nors ir labai patvarus ir nešiojamas, spinduliuotės apšvitos matavimus atlieka tik po to, todėl astronautų gaunamos radiacijos dozės būnant kosmose nėra žinomos tol, kol jie negrįžta į Žemę.
Kadangi kosmoso tyrinėjimai apima pilotuojamas misijas, geresnio radiacijos aptikimo poreikis yra labai didelis. Vos per dieną ar dvi Mėnulio paviršiuje astronautai gali gauti iki 600 kartų didesnį radiacijos kiekį, nei žmogus Žemėje gauna per metus, aiškina. Ann Kennedy , Richard Chamberlain Onkologijos tyrimų profesorius ir Pensilvanijos universiteto Medicinos mokyklos Radiacinės onkologijos katedros profesorius. Didžiausią susirūpinimą kelia saulės pliūpsnis arba saulės dalelių įvykis, kuris gali įvykti be įspėjimo, kai saulė išskiria didelius daleles, todėl astronautai gauna dideles dozes, aiškina ji. Ekstremalios spinduliuotės poveikis gali būti sunkus: vėmimas, eritema (odos paraudimas), vėžys, leukemija ir net mirtis.
Siekdama sukurti įrankį, galintį padėti astronautams išvengti tokių padarinių, Pisacane komanda panaudojo pagrindinę dozimetro idėją, ty išmatavo bendrą radiacijos apšvitos kiekį, bet matuoja ne tik bendrą kūno gaunamos radiacijos kiekį, bet ir matuojant bendrą kiekį, kurį gauna kiekviena kūno ląstelė. Tyrinėdami spinduliuotę mikroskopiniu mastu, mokslininkai tikisi geriau suprasti spinduliuotės poveikį ląstelėms.
Mikrodozimetre, kuris yra maždaug cigarečių pakuotės dydžio, yra daugybė ląstelių, pagamintų iš silicio, kurių kiekviena paprastai yra raudonųjų kraujo kūnelių dydžio ir išdėstyta elektroninėje lentoje, kaip kvadratai šaškių lentoje. Kiekviena ląstelė nuolat registruoja nusėdamų mažų energijos dalelių kiekį. Kai kurios dalelės nusės daugiau energijos ir skirtingų tipų nei kitos. Žvelgdami į šiuos duomenis, mokslininkai gali sukurti energijos spektrą, kuris leis jiems įvertinti energijos diapazoną ir vertes, kurios gali būti nusėdusios žmogaus kūne.
Be to, sistemą Pisacane vadina aktyvia ir gali atlikti radiacijos lygio matavimus realiuoju laiku, nedelsdama įspėdama astronautus, jei jiems gresia pavojus. Skafandrai ir erdvėlaiviai su mikrodozimetro jutikliais galėtų padėti astronautams imtis apsaugos veiksmų prasidėjus sustiprintai spinduliuotei.
Tačiau kol įrenginys bus paruoštas pilotuojamoms misijoms, maždaug penkerius metus jis bus išbandytas daugelyje palydovų. Pisacane tikisi, kad su kiekviena kelione įrenginys, kuris maitinamas AA tipo baterijomis ir jau naudoja tik vieną vatą galios nuolat rinkdamas duomenis, taps dar mažesnis, naudos mažiau energijos ir padidins patikimumą. Mikrodozimetras pirmą kartą iškeliaus į kosmosą kovo 8 d., kai jis pakils į STP-1, nešančiąją raketą, kaip eksperimentą su „MidSTAR“. palydovą sukūrė USNA. Palydovėje bus trys mikrodozimetro jutikliai – vienas išorėje ir du viduje, vienas iš kurių bus padengtas polietilenu – medžiaga, kurios pralaidumas panašus į žmogaus audinių, todėl gali imituoti radiacijos poveikį žmogaus organizmui. Visi trys jutikliai bus prijungti prie elektroninio išvesties modulio, kuris rinks ir saugos duomenis, skirtus perduoti į žemę.
Pagrindinis iššūkis kuriant vieną iš šių įrenginių yra padaryti jį tikslumą. Yra daug elementų, kurie padeda tai padaryti, sako Pisacane, ir visa tai turi būti suprojektuota, dalys turi būti gaminamos, mes turime identifikuoti elektrinius komponentus ir įtraukti juos į plokštę – kai kurie iš jų yra tokie maži. sunkiai juos mato.
Iš tiesų, ką reikia padaryti, kad sukurtumėte labai mažus, mažos masės ir mažai energijos suvartojančius prietaisus, skirtus skrydžiams į kosmosą, yra ypač sudėtinga, aiškina Cary Zeitlin, Lawrence'o Berkeley nacionalinės laboratorijos mokslininkas ir buvęs pagrindinis tyrėjas. Marso radiacinės aplinkos eksperimento ( MARIJA ). Projektas MARIE, kurį finansavo NASA, pastatė dalelių teleskopą, skirtą Marse radiacijos lygiui matuoti, ir buvo išsiųstas į Odisėja Nors technologija patyrė aparatinės įrangos sunkumų po didelio saulės įvykio, ji sugebėjo surinkti informaciją apie dozavimą ir buvo pradžia aptikimo Marse žingsnyje. Pisacane grupė keičia standartinio tipo dozimetrą, ir tai yra naujas būdas matuoti radiacijos dozes, o tai, mano nuomone, yra nauja, sako Zeitlin.
Nors mikrodozimetras yra labai svarbus pilotuojamoms kosminėms misijoms, jis taip pat skirtas naudoti Žemėje. Jis gali padėti žmonėms, dirbantiems su branduoline energija, branduoliniais junginiais, medicinoje ir pramonėje bei tose srityse, kuriose svarbu žinoti radiacijos lygį, sakoma pranešime. Džejus Bekis , NSBRI technologijų plėtros komandos vadovas ir Dartmuto medicinos mokyklos medicinos profesorius. Ši technologija yra puikus ir labai naudingas būdas stebėti radiacijos poveikį ir patobulinti tai, ką turime dabar, sako jis.