Les scientifiques de la NASA développent le dispositif neuf pour surveiller le rayonnement neutronique

Une des préoccupations principales de santé de vivre et de fonctionner dans l'espace est l'exposition à long terme aux hauts niveaux de la radiothérapie. Les scientifiques de la NASA ont développé un dispositif neuf pour surveiller l'exposition au rayonnement aux neutrons et le vérifient sur la Station Spatiale Internationale.

Lancé sur la cinquième mission orbitale de réapprovisionnement d'ATK à la station, le spectromètre de neutrons rapides est conçu pour trouver et mesurer l'énergie des neutrons, qui sont connus pour être particulièrement nuisibles aux êtres humains. Le rayonnement neutronique de compréhension aidera à maintenir le coffre-fort d'équipages quand la NASA envoie des êtres humains à Mars.

« Il y a les types multiples de radiothérapie dans l'espace, » a dit le repère Christl, fil d'équipe pour l'étude au centre de vol spatial de Marshall de la NASA à Huntsville, Alabama. « Tandis qu'il y a déjà les instruments avancés pour trouver des rayons gamma produits par des supernovas ou des trous noirs, des rayons X et d'autres particules chargées, nous avons eu besoin d'une voie de trouver et mesurer le rayonnement neutronique pour mesurer le choc sur la biologie humaine. Les techniques de dépistage de neutron n'ont pas vu le même saut dans l'avancement de technologie. »

Le rayonnement neutronique est produit quand les particules de grande énergie du notre soleil et extérieur notre système solaire agissent l'un sur l'autre avec d'autres particules ou importent, comme un vaisseau spatial ou une surface planétaire. Mais ces neutrons sont seulement viables pour approximativement 13 mn avant qu'ils diminuent dans les particules chargées.

« S'ils sont plus de 13 mn à partir de vous, ce n'est pas réellement un problème, » Christl a dit. « Si vous êtes dans une capsule ou sur la surface d'une planète avec peu ou pas de champ magnétique ou ambiance, vous pouvez potentiellement être couvert dans un domaine de neutron. »

Le spectromètre de neutrons rapides est principalement un outil passif, attendant des neutrons pour le frapper. Il est composé d'un boîtier en aluminium avec un scintillator en plastique qui ralentit le neutron quand il heurte le dispositif, et les fibres en verre de scintillator qui absorbent les neutrons et re-émettent l'énergie sous forme de lumière. Cette version avancée fournit deux signes distincts pour la mesure - le premier pour mesurer son énergie et la deuxième pour confirmer un neutron a été trouvé plutôt qu'un autre genre de particule. La norme, dispositifs de tout-plastique ne peut pas clairement déterminer les différences entre ces signes.

Des « détecteurs pour d'autres types de radiothérapie sont déjà employés dans beaucoup d'industries, » a dit Christl. « Elles sont employées dans des accélérateurs de particules pour que la recherche scientifique, l'industrie pétrolière ou l'inducteur médical mesure l'exposition au rayonnement. Les scientifiques avaient travaillé aux avancements remarquables dans ces détecteurs, mais les détecteurs de rayonnement neutronique n'ont pas reçu ce genre d'attention. À la NASA, nous avons vu ceci comme une opportunité de traiter un problème que nos astronautes auront comme ils partent en plus longs voyages dans notre système solaire. »

L'astronaute Shane Kimbrough de la NASA a monté le dispositif sur la station spatiale le 2 décembre 2016. Depuis lors, elle a été déménagée à l'emplacement différent autour de l'intérieur de la station et elle demeure actuel dans le module du noeud 1. Le spectromètre de neutrons rapides surveillera pour des neutrons pendant six mois, envoyant des caractéristiques pour toutes les attaques de neutron à un ordinateur portatif sur la station. Cette caractéristique sera téléchargée quotidiennement pour le traitement et l'analyse par l'équipe chez Marshall.

Le dispositif a été vérifié et étalonné aux accélérateurs de particules et à l'aide d'autres sources radioactives sur terre. Si la technique est vérifiée, des espoirs de Christl elle peut être employée sur les futures missions pour déterminer quand - et combien - les neutrons contribuent à la radiothérapie absorbée par un équipage des voyageurs de l'espace. Quoique l'environnement de la radiothérapie de la station spatiale ne soit pas considéré « espace lointain, » le spectromètre est une capacité neuve disponible pour la validation dans un environnement de l'espace.

Le projet est un effort de collaboration au sein de l'agence. Une équipe au centre de recherche de Langley de la NASA à Hampton, la Virginie, examine les mesures que les membres d'équipage peuvent prendre s'ils reçoivent l'alerte d'une onde approchante de radiothérapie d'une éruption solaire, simulations en marche et proposant des voies de permuter le contenu d'un vaisseau spatial pour augmenter l'armature. Une autre équipe au centre spatial de Johnson de la NASA à Houston avance le dépistage des particules chargées.

« Il y a un besoin sérieux de surveiller la dose de rayonnement que l'équipage reçoit, » Christl a dit. « Nous employons différentes techniques pour les particules chargées et les neutrons et nous devrons connaître la dose de les deux pour connaître combien de radiothérapie les astronautes reçoivent. Ces détecteurs de radiothérapie peuvent forcer des missions pour changer dans le milieu du courant, mais il aidera à maintenir nos astronautes sûrs. »