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Astronaut’s Organ Doses Inferred from Measurements in a Human Phantom Outside the International Space Station

Reitz, Guenther und Berger, Thomas und Bilski, Pawel und Facius, Rainer und Hajek, Michael und Petrov, Vladislav und Puchalska, Monika und Zhou, Dazhuang und Bossler, Johannes und Akatov, Yury und Shurshakov, Vyacheslav und Olko, Pawel und Ptaszkiewicz, Marta und Bergmann, Robert und Fugger, Manfred und Vana, Norbert und Beaujean, Rudolf und Burmeister, Soenke und Bartlett, David und Hager, Luke und Pálfalvi, József und Szabó, Julianna und O’Sullivan, Denis und Kitamura, Hisashi und Uchihori, Yukio und Yasuda, Nakahiro und Nagamatsu, Aiko und Tawara, Hiroko und Benton, Eric und Gaza, Ramona und McKeever, Stephen und Sawakuchi, Gabriel und Yukihara, Eduardo und Cucinotta, Francis und Semones, Edward und Zapp, Neal und Miller, Jack und Dettmann, Jan (2009) Astronaut’s Organ Doses Inferred from Measurements in a Human Phantom Outside the International Space Station. Radiation Research, 171 (2), Seiten 225-235. Radiation Research Society. DOI: 10.1667/RR1559.1

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Kurzfassung

Space radiation hazards are recognized as a key concern for human space flight. For long-term interplanetary missions, they constitute a potentially limiting factor since current protection limits for low-Earth orbit missions may be approached or even exceeded. In such a situation, an accurate risk assessment requires knowledge of equivalent doses in critical radiosensitive organs rather than only skin doses or ambient doses from area monitoring. To achieve this, the MATROSHKA experiment uses a human phantom torso equipped with dedicated detector systems. We measured for the first time the doses from the diverse components of ionizing space radiation at the surface and at different locations inside the phantom positioned outside the International Space Station, thereby simulating an extravehicular activity of an astronaut. The relationships between the skin and organ absorbed doses obtained in such an exposure show a steep gradient between the doses in the uppermost layer of the skin and the deep organs with a ratio close to 20. This decrease due to the body self-shielding and a concomitant increase of the radiation quality factor by 1.7 highlight the complexities of an adequate dosimetry of space radiation. The depth-dose distributions established by MATROSHKA serve as benchmarks for space radiation models and radiation transport calculations that are needed for mission planning.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Astronaut’s Organ Doses Inferred from Measurements in a Human Phantom Outside the International Space Station
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID
Reitz, GuentherNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Berger, ThomasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bilski, PawelInstitute of Nuclear Physics, Krakow, PolandNICHT SPEZIFIZIERT
Facius, RainerNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hajek, MichaelAtomic Institute of the Austrian Universities, Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERT
Petrov, VladislavInstitute for Biomedical Problems, Moscow, Russian FederationNICHT SPEZIFIZIERT
Puchalska, MonikaInstitute of Nuclear Physics, Krakow, PolandNICHT SPEZIFIZIERT
Zhou, DazhuangNASA Johnson Space Center, NASA,Houston, Texas; Universities Space Research Association, Houston, TexasNICHT SPEZIFIZIERT
Bossler, JohannesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Akatov, YuryInstitute for Biomedical Problems, Moscow, Russian FederationNICHT SPEZIFIZIERT
Shurshakov, VyacheslavInstitute for Biomedical Problems, Moscow, Russian FederationNICHT SPEZIFIZIERT
Olko, PawelInstitute of Nuclear Physics, Krakow, PolandNICHT SPEZIFIZIERT
Ptaszkiewicz, MartaInstitute of Nuclear Physics, Krakow, PolandNICHT SPEZIFIZIERT
Bergmann, RobertAtomic Institute of the Austrian Universities, Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERT
Fugger, ManfredAtomic Institute of the Austrian Universities, Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERT
Vana, NorbertAtomic Institute of the Austrian Universities, Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERT
Beaujean, RudolfChristian-Albrechts Universität Kiel, Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERT
Burmeister, SoenkeChristian-Albrechts Universität Kiel, Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERT
Bartlett, DavidHealth Protection Agency, Chilton, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERT
Hager, LukeHealth Protection Agency, Chilton, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERT
Pálfalvi, JózsefAtomic Energy Research Institute, Budapest, HungaryNICHT SPEZIFIZIERT
Szabó, JuliannaAtomic Energy Research Institute, Budapest, HungaryNICHT SPEZIFIZIERT
O’Sullivan, DenisDublin Institute for Advanced Studies, Dublin, IrelandNICHT SPEZIFIZIERT
Kitamura, HisashiNational Institute of Radiological Sciences, Chiba, JapanNICHT SPEZIFIZIERT
Uchihori, YukioNational Institute of Radiological Sciences, Chiba, JapanNICHT SPEZIFIZIERT
Yasuda, NakahiroNational Institute of Radiological Sciences, Chiba, JapanNICHT SPEZIFIZIERT
Nagamatsu, AikoJapan Aerospace Exploration Agency, Tsukuba, JapanNICHT SPEZIFIZIERT
Tawara, HirokoHigh Energy Accelerator Research Organization, Tsukuba, JapanNICHT SPEZIFIZIERT
Benton, EricOklahoma State University, Stillwater, OklahomaNICHT SPEZIFIZIERT
Gaza, RamonaOklahoma State University, Stillwater, Oklahoma; NASA Johnson Space Center, NASA,Houston, TexasNICHT SPEZIFIZIERT
McKeever, StephenOklahoma State University, Stillwater, OklahomaNICHT SPEZIFIZIERT
Sawakuchi, GabrielOklahoma State University, Stillwater, OklahomaNICHT SPEZIFIZIERT
Yukihara, EduardoOklahoma State University, Stillwater, OklahomaNICHT SPEZIFIZIERT
Cucinotta, FrancisNASA Johnson Space Center, NASA,Houston, TexasNICHT SPEZIFIZIERT
Semones, EdwardNASA Johnson Space Center, NASA,Houston, TexasNICHT SPEZIFIZIERT
Zapp, NealNASA Johnson Space Center, NASA,Houston, TexasNICHT SPEZIFIZIERT
Miller, JackLawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CaliforniaNICHT SPEZIFIZIERT
Dettmann, JanEuropean Space Agency, Noordwijk, The NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2009
Erschienen in:Radiation Research
Referierte Publikation:Ja
In Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:171
DOI :10.1667/RR1559.1
Seitenbereich:Seiten 225-235
Verlag:Radiation Research Society
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Radiation Research, Human Space Flight, Ionizing Space Radiation, Human Phantom, ISS
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W FR - Forschung unter Weltraumbedingungen (alt)
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - Vorhaben Strahlenbiologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:09 Feb 2009
Letzte Änderung:04 Apr 2013 16:13

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