BepiColombo/MMO搭載カメラ用光学ガラスの放射線耐性試験
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概要
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BepiColombo国際水星探査検索計画の磁気圏オービター(MMO)への搭載を想定して、水星撮像カメラの開発は進められている。本論文では、この水星撮像カメラ光学系への使用を意図して実施された、光学ガラスヘの9.1MeVおよび70MeVのプロトン照射試験の結果について報告する。放射線照射によりガラス内で生じた電離電子や正孔がガラスの分子配列の欠陥部に捕えられた結果、特に紫外から可視域で光を吸収し、ガラスの着色化が生じることが知られている。今回のBepiColombo水星探査ミッションにおける太陽放射線によるトータルドーズは、地球周回軌道の5から11倍にあたる200krad程度と試算されており、水星撮像カメラ光学系にとっては厳しい放射線環境であることが予想される。従って、このような放射線環境下での光学ガラスの放射線耐性の調査は、水星撮像カメラ実現に向け不可欠なものとなっている。今回の試験では、2種のホタル石(UVgrade、SOgrade)と6種の耐放射線ガラス、および、1種の放射線耐性のないガラス(BK7)の計9種のガラスの放射線照射試験を実施した。結果として、約200kradのプロトン照射に対し、厚さ5mmのSOレードのホタル石と各種耐放射線ガラスの透過率低下は600nm付近では10%以下であり、約80%以上の透過率が見込まれることが確認された。一方、過去に実施されたガンマ線照射試験により着色化傾向が大きいことが報告されていたUVグレードのホタル石とBK7に対しては、約200kradのプロトン照射に対し、厚さ5mmのガラス材の場合、600nm付近で35%以上の透過率低下が確認された。また、ガンマ線の照射により、その有用性が従来確認されていた放射線照射ガラスの透過率変化に関するモデルは、プロトン照射に対してもほぼ同様に有用であることが併せて確認された。
- 宇宙航空研究開発機構の論文
著者
-
三澤 浩昭
東北大学大学院理学研究科惑星プラズマ・大気研究センター
-
高島 健
ISAS JAXA
-
北村 尚
放医研
-
内堀 幸夫
放射線医学総合研究所
-
北村 尚
放射線医学総合研究所
-
内堀 幸夫
放射線医学総合研究所宇宙放射線防護プロジェクト
-
本田 理恵
高知大学
-
吉川 一朗
東京大学理学研究科地球惑星科学専攻
-
武山 芸英
(株)ジェネシア
-
吉川 一朗
文部省宇宙科学研究所
-
高島 健
名古屋大学
-
三澤 浩昭
東北大
-
三澤 浩昭
東北大学
-
内堀 幸夫
放射線医学総合研究所・研究基盤センター
-
北村 尚
放射線医学総合研究所・研究基盤センター
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