《Life Sciences in Space Research》：MODELLING OF THE NEUTRON AND LIGHT-ION COMPONENTS OF THE FIELD INSIDE THE INTERNATIONAL SPACE STATION: SUPPORT FOR PADC NEUTRON DOSE MEASUREMENTS WITHIN THE HAMLET PROJECT
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JS Eakins|LG Hager|RJ Tanner|T Berger|D Matthi?英国健康安全局（UKHSA），牛津郡奇尔顿，OX11 0RQ，英国摘要通过蒙特卡罗模拟，我们估算了国际空间站（ISS）内部因宇宙射线撞击外壳而产生的次级轻离子和中子注量能分布。研究采用了
JS Eakins|LG Hager|RJ Tanner|T Berger|D Matthi?
英国健康安全局（UKHSA），牛津郡奇尔顿，OX11 0RQ，英国
摘要
通过蒙特卡罗模拟，我们估算了国际空间站（ISS）内部因宇宙射线撞击外壳而产生的次级轻离子和中子注量能分布。研究采用了大幅简化的ISS模型，以提供近似结果，这些结果用于支持使用PADC中子剂量计进行的测量。这些剂量计安装在MATROSHKA人体模型上，作为HAMLET项目的一部分（Reitz等人，2009年）。次级粒子的组成取决于ISS的暴露情况和轨道参数，存在很大的不确定性，但从注量来看，主要是由中子主导的；文中明确展示了2007-2009年MTR-2B任务的数据，当时模型位于太阳活动极小期附近的ISS内部。同时评估了由于宇宙光子照射产生的次级粒子场，但对于PADC中子剂量测量来说，这一影响可以忽略不计。
部分摘录
引言
英国健康安全局（UKHSA）的个人剂量测量服务（PDS）自20世纪80年代以来一直使用聚烯丙基二甘醇碳酸酯（PADC，也称为CR-39TM）提供经过批准的中子个人剂量测量服务，服务对象包括英国及国外的数千名工作人员（Gilvin等人，2001年）。该剂量测量系统采用了一种成熟的电化学刻蚀方法，在PADC结构中揭示可通过计数检测到的“坑洞”，这些坑洞是由粒子轨迹形成的。
外部辐射场
ISS外部的主要辐射场是通过CREME96软件包评估的，该软件包利用现象学模型通过创建近地轨道上的电离辐射环境数值模型来预测空间环境效应（SEE）率（Tylka，1997年）。低地球轨道（LEO）的辐射场是位置和时间的函数，因此因素如ISS相对于地球的位置及其磁场，以及任务在太阳周期中的时间等都对其有影响。
建模几何结构
ISS是一个高度复杂的结构，由多种复合材料以复杂的方式组成。此外，随着设备的使用和重新布置，其内部配置可能会在整个任务期间发生变化。宇航员也会在内部移动，从而经历不同的散射场。因此，生成一个精确的、随时间变化的整个ISS模型不仅困难，而且除非需要精确的运动数据，否则也有些不必要的。
本节讨论的结果对应于HAMLET项目中的MATROSHKA MTR-2B实验测量活动。该任务从2007年10月18持续到2009年3月18日，发生在太阳活动极小期附近；在此期间，日心调制势能在398至465毫伏之间，平均值为443毫伏（Usokin等人，2017年）。然而，这些结果也提供了一个一般的示例。
PADC剂量计无法直接检测光子，但由光子核反应产生的次级强子可能导致坑洞的形成。因此，有必要评估由宇宙光子引起的次级粒子场，以便考虑这一额外因素。为此，使用了一个能广泛代表地外光子场的MCNP模型进行了额外的模拟（Pohl，1998年；Baldini，2011年）。
从PADC测量中提取的中子剂量估计值严重依赖于对ISS环境中高LET带电粒子的蒙特卡罗计算（Hager等人，2026年）。因此，其准确性取决于这些计算所基于的模型的许多限制和近似。本文不详细讨论所有已进行的分析和质量保证方法。
之前的数据集最初是作为HAMLET项目的一部分生成的，该项目于2011年结束。自那时以来，空间剂量测量技术取得了进步，因此有趣的是思考如果当时有这些新技术，这些进展可能会如何影响那些分析。例如，尽管CREME96仍然是一个有价值的工具，但随后开发了其他代码来确定空间环境中的辐射场，每种方法都有各自的优缺点。
总结与结论
本研究进行的简单分析和模型是为了支持英国健康安全局PADC中子剂量计的特征描述（Hager等人，2026年）。特别是，这项工作是为了解释2008年MATROSKHA活动获得的测量结果，该活动是EU FP9资助的HAMLET项目的一部分。虽然更详细和准确的ISS建模方法是可行的，并且已在其他地方实施，但本研究的方法具有近似性，而且做出了一些假设。
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作者声明他们没有任何已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
