Experimentelle Bestimmung von Dosisraten auf Reiseflughöhen im solaren Minimum

Abstract

Die Strahlenexposition in der zivilen Luftfahrt resultiert aus der Höhenstrahlung, die ein natürlicher Bestandteil der Umwelt ist und 1912 erstmals von Victor Franz Hess beschrieben wurde. Sie entsteht durch Wechselwirkungen primärer energiereicher Teilchen aus dem All mit Atomen in den oberen Schichten der Erdatmosphäre. Die Intensität des Strahlungsfeldes, dem das fliegende Personal ausgesetzt ist, ist abhängig von der Höhe, dem Breitengrad und der Sonnenaktivität, die mit der Anzahl der Sonnenflecken korreliert und in einem 11-Jahres- Zyklus variiert. Die von der Sonne ins Weltall emittierten Sonnenwinde erzeugen ein Magnetfeld, das in Erdnähe die einfallende primäre galaktische Strahlung ablenkt und dadurch die Höhenstrahlung beeinflusst. Das erzeugte Magnetfeld schwankt mit der Aktivität der Sonne dahingehend, dass während eines Minimums der Sonnenaktivität das Magnetfeld ebenfalls am geringsten ist, was auf der Erde und auf Reiseflughöhen eine maximale Strahlenexposition bedingt. Der Schutz des Fliegenden Personals vor Exposition durch kosmische Strahlung ist mit der Neufassung der Strahlenschutzverfassung im Jahr 2001 erforderlich geworden. Seitdem werden die Dosiswerte für das Fliegende Personal in Deutschland erfasst und überwacht. Aufgrund der Tatsache, dass die Messung der Exposition auf jedem Flug aufwendig wäre und hohe Kosten verursachen würde, wird die Strahlenexposition von Crewmitgliedern mit Computerprogrammen ermittelt und auf individuellen Dosiskonten dokumentiert. Die Rechenprogramme sollten regelmäßig durch Messungen auf Reiseflughöhen verifiziert werden. Im auslaufenden solaren Minimum wurden vom DLR (Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt) auf verschiedenen Flugrouten Messungen durchgeführt, mit deren Hilfe die Bestimmung von Dosisraten für einen bestimmten Punkt auf der Route möglich ist. Ziel dieser Arbeit ist die Analyse und Auswertung der mit einem TEPC (Tissue Equivalent Proportional Counter), verschiedenen Halbleiterdosimetern des Typs MDU-Liulin (mobile dosimetry unit) und mehreren so genannten Bubble Detektoren experimentell ermittelten Dosisraten auf Reiseflughöhen. Dabei sollen die Abhängigkeiten der Dosisrate unter der Bedingung des solaren Minimums dargestellt und eine Formel zur Ermittlung der Dosisrate auf Reiseflughöhen bestimmt werden. Zusätzlich sollen mit Hilfe der experimentellen Daten, die operationell beim DLR berechneten Dosiswerte verifiziert und mögliche Abweichungen analysiert, sowie Ergebnisse der verschiedenen Messgeräte gegenübergestellt werden.