Кристаллы фторида лития измерили радиацию в дальнем космосе Artemis I
На борту Orion во время Artemis I работал эксперимент MARE. Он проверил, как ведёт себя новый метод контроля радиации за пределами околоземной орбиты. Вместо астронавтов в креслах разместили двух антропоморфных манекенов. Их тела повторяли костную и мягкую ткань человека, а внутри стояли сотни датчиков; итоги группа Павла Бильского из Института ядерной физики, входящего в Польскую академию наук, представила в Radiation Measurements. Об этом пишет сайт Science XXI.
Основной упор сделали на пассивные детекторы из фторида лития: они рассчитаны на долгую работу. Вне магнитного щита Земли поток включает ядра разных элементов: среди них есть и протоны водорода, и тяжёлые ионы свинца. Опасность для биологии оценивают по линейной передаче энергии — объёму кинетической энергии, который заряженная частица отдаёт веществу. Тяжёлые ионы теряют много энергии на коротком отрезке и могут серьёзно повреждать ткани.
Раньше такие частицы фиксировали пластиковыми ядерными детекторами из полимера CR-39. После полёта пластик обрабатывали горячим гидроксидом натрия, чтобы сделать треки видимыми; процедура уничтожала детектор, давала опасные отходы и требовала отдельной организации работ. В новом варианте применили кристаллы из фторида лития, каждый размером в несколько миллиметров: электроны покидают кристаллическую решётку под ударом частицы, и возникает устойчивый цветовой центр. Под лазером такой участок светится синим вдоль траектории, поэтому химическое травление больше не нужно.
Космическое излучение приходит со всех сторон, из-за чего снимки сложно читать. Приходилось учитывать засветку от слоёв над и ниже фокальной плоскости, отделять яркие точки, оставленные поперечными треками, от длинных тусклых полос, которые дают наклонные следы. Учёные анализировали серии микроскопических изображений с шагом в один микрометр и прослеживали путь частицы через весь кристалл. На средних значениях линейной передачи энергии данные совпали с замерами пластиковых детекторов, стоявших рядом на манекене Зохар.
На больших величинах передачи энергии кристаллы показали дозу выше примерно на 30%. Причину связали с реакциями внутри фторида лития: вторичный нейтрон способен ударить по ядру лития и сдвинуть атом, а это рождает лишний светящийся след. Проверили кристаллы с литием-7, а данные по природному литию не учитывали. Метод пока требует калибровки, но испытание подтвердило его перспективность для длительного контроля радиации на пути к Луне и в других районах дальнего космоса, где экипаж оказывается вне защиты магнитного поля Земли.
