Zeitschrift für Medizinische Physik

Volume 18, Issue 4, 12-2008

pp. 286-296 (11)

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Reinhard W. Schulte [1]; Andrew J. Wroe; Vladimir A. Bashkirov; Guy Y. Garty; Amos Breskin; Rachel Chechik; Sergei Shchemelinin; Elisabetta Gargioni; Bernd Grosswendt; Anatoly B. Rosenfeld

[1] Department of Radiation Medicine, Loma Linda University Medical Center, Loma Linda, CA 92354, USA

Abstract

Evaluation and monitoring of the cancer risk from space radiation exposure is a crucial requirement for the success of long-term space missions. One important task in the risk calculation is to properly weigh the various components of space radiation dose according to their assumed contribution to the cancer risk relative to the risk associated with radiation of low ionization density. Currently, quality factors of radiation both on the ground and in space are defined by national and international commissions based on existing radiobiological data and presumed knowledge of the ionization density distribution of the radiation field at a given point of interest. This approach makes the determination of the average quality factor of a given radiation field a rather complex task. In this contribution, we investigate the possibility to define quality factors of space radiation exposure based on nanodosimetric data. The underlying formalism of the determination of quality factors on the basis of nanodosimetric data is described, and quality factors for protons and ions (helium and carbon) of different energies based on simulated nanodosimetric data are presented. The value and limitations of this approach are discussed.

Zusammenfassung

Abschätzung und Überwachung des Krebsrisikos durch Strahlungsbelastung im Weltraum ist eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg von Langzeit-Missionen im Weltraum. Eine wichtige Aufgabe für die Risikoabschätzung ist die adäquate Gewichtung des Beitrages der verschiedenen Komponenten der kosmischen Strahlung zu dem Krebsrisiko relativ zur Strahlung niedriger Ionisationsdichte. Derzeit werden Bewertungsfaktoren der terrestrischen und extraterrestrischen Strahlung durch nationale und internationale Kommissionen festgelegt, basierend auf dem aktuellen strahlenbiologischen Kenntnisstand und der angenommenen Verteilung der Ionisationsdichte der Strahlung am jeweiligen Bewertungsort. Dieser Ansatz macht die Bestimmung von Bewertungsfaktoren für die Strahlung im Weltraum relativ kompliziert. In diesem Beitrag berichten wir über die Möglichkeit, Bewertungsfaktoren für den Strahlenschutz im Weltraum mit Hilfe von nanodosimetrischen Daten zu bestimmen. Der zugrunde gelegene Formalismus wird beschrieben, und Bewertungsfaktoren für Protonen und Ionen (Helium und Kohlenstoff) basierend auf nanodosimetrischen Daten werden vorgestellt. Vorteil und Grenzen dieser Methode werden diskutiert.

Keywords

nanodosimetry; space radiation; quality factors; Nanodosimetrie; kosmische Strahlung; kosmische Strahlung; Bewertungsfaktoren

DOI (Digital Object Identifier):   10.1016/j.zemedi.2008.06.011