月着陸船中性子・線量測定（LND）実験で月の裏側で検出された一次陽子とアルベド陽子

アルベド陽子て何？調べたらレゴリスが高速荷電粒子に衝突されて原子核レベルまで破壊され出てくる陽子のようです。木端微塵。以下、機械翻訳。
月着陸船中性子・線量測定（LND）実験で月の裏側で検出された一次陽子とアルベド陽子

E-4 着陸船に搭載された月着陸船中性子線量測定 (LND) 実験では、エネルギーの荷電粒子と中性粒子を測定し、対応する放射線レベルを監視します。太陽の静穏期には、銀河宇宙線 (GCR) が月面の荷電粒子の支配的な成分です。さらに、GCR と月のレゴリスとの相互作用は、LND によって測定される上向きのアルベド陽子ももたらします。この作業では、キャリブレーションされた LND データを使用して、GCR のプライマリ陽子とアルベド陽子を調べました。2019 年 6 月 (Chang ' E-4 'の 7 日後) から、9 368 MeV の範囲の平均 GCR 陽子スペクトルと 64.7 ～ 76.7 MeV の平均アルベド陽子フラックスを計算します。」」」s 着陸) から 2020年 7月 (旧暦 20日) まで。LND の一次陽子測定値を、SOHO の電子陽子ヘリウム INstrument (EPHIN) と比較します。比較は、さまざまな機器間で GCR 陽子スペクトルの合理的な一致を示し、LND の能力を示しています。同様に、LND のアルベド陽子測定値も、太陽極小期の放射線の影響に関する宇宙線望遠鏡 (CRaTER) による測定値に匹敵します。私たちの測定は、月の放射線環境と線量 (REDMoon) モデルからの予測を裏付けています。最後に、64.7 ～ 76.7 MeV のエネルギー範囲での測定について、アルベド陽子と一次陽子の比率を提供します。これは、より広いエネルギー範囲でのシミュレーションを確認するものです。

図 1. 10 mm の Al を備えた月のレゴリスの上に配置された LND センサー ヘッドの概略図
LND と月の土壌との間の同等の遮蔽 (オリーブ)。 LND センサーヘッドは 10 個のセグメントで構成されています。
厚さ 500µm の Si 検出器 A ～ J。Gd (赤) および Al (オリーブ) 吸収体は、非帯電の粒子。 10 mm の Al シートを追加して、センサー ヘッドと
月の土。 月面では、高エネルギー GCR 粒子 (主に陽子) と
土壌は二次的な上向きの陽子を生成します。 LND のより詳細な説明は、
Wimmer-Schweingruber ら。 （2020）。


図 2. (a) パネルは、荷電粒子の一部の「Xmas プロット」を表示します。
検出器 B および I。空の領域は、検出器に送信されない LND メモリの部分を表します。
接地。 パネル (b) は、列 246 と 266 の間のクリスマス プロットです。一次プロトン チャネルとアルベド
プロトン チャネルは、黒と青のボックスでマークされた 2 つのパネルに応じて定義されます。 数量
Xmas プロットのエントリ「ピクセル」の計算に使用される値は、要約された量に従って計算されます。
タブで。 Wimmer-Schweingruberらの5。 （2020）。


図 3. (a) 停止チャネル (H1-H9) および
透過性のもの (H10、H11、H14)、および (b) のアルベド陽子は、
べき指数 γ=-1


図 4. 列 246 と列 253 の間の Y 軸に沿った計数率の分布「クリスマス プロット」。 の
青い破線は測定値で、赤い破線は当てはめられたガウス分布です。 の
エラーバーは統計的な不確実性です。 オレンジ色の点と背景の違いは、
アルベド陽子寄与計数率。


図 5. (上) 両方の測定値を含む GCR 一次プロトン スペクトル (空の青色の LND
円と SOHO/EPHIN を灰色の三角形で示す) およびモデル化された結果 (青い破線)。アルベド陽子スペクトル
赤みを帯びた色で描かれています。 REDMoon からのシミュレーション結果は、透明な赤い領域内にあります。
アルベド陽子の LND 測定値は赤い円です。エラーバーは、次のような系統的不確実性です。
秒で定義されます。 2.4.アルベドとプライマリの比率を使用して導出した推定アルベド陽子フラックス
LRO/CRaTER で測定されたプロトンは、マゼンタのデータ ポイントです。 (下) 一次フラックスに対するアルベドの比率
対陽子エネルギー。赤とマゼンタの点は、導出された一次陽子フラックスに対するアルベドの比率です。
この研究の LND データと LRO/CRaTER データ (Wilson et al., 2012) からそれぞれ。の黒い線は、REDMOon モデルからの予測を示しています。詳細な説明は、メインに記載されています テキスト、LND データ パイントの値はタブに示されています。補足資料の S3。

4 まとめ、考察、結論
LND キャリブレーションの慎重な再分析を実行し、報告しました。エネルギーの LND データ
9 MeV から 368 MeV の範囲は、SOHO/EPHIN 装置からのデータとよく一致します。 35 MeV までの LND データは、LND の検出器スタックで停止する十分に分解された陽子用です。残りの 3 つのデータ
ポイントは、プロトンを透過するためのものです。
さらに、LND の陽子スペクトルを CREME96 GCR モデルと比較しました。私たちは、
CREME96 の予測は、報告されている太陽極小期の期間中の陽子フラックスを過小評価している
24/25。 LND測定値とCREME96モデル予測の平均比率は、約1.48±0.02です。
これは、24/25 日の深部太陽活動極小期の太陽変調がはるかに弱いためである可能性があります。実際、GCR
この期間中の 1 天文単位での強度は、宇宙時代に記録された最高のフラックスに達した (Fu et al.,2021年）。
10 個のシリコン検出器のスタックにより、LND は下向きと下向きの両方を測定できます。
上向きのプロトンフラックス。このようなアルベド陽子は、高エネルギー GCR 粒子と月のレゴリス。アルベド粒子の大部分は、一次粒子の高エネルギー部分によって生成されます。
図 6 の右側のパネルに示すように、GCR プロトン。GCR スペクトルのこの部分は、
低エネルギー部分よりもソーラー変調。したがって、太陽光変調の影響を考慮すると、
上向きの粒子と下向きの粒子の比率は、この比率が同時に計算されることを考慮する必要があります。
上向きおよび下向きの粒子の一次エネルギー。 GCR スペクトルの低エネルギー部分は太陽変調の影響を強く受けるため、アップ/ダウン比は主に低エネルギーの影響を受けます。
主に高エネルギーによって決定される上向きのフラックスによるものははるかに少なくなります。
ウィルソンらによって報告された下向きのフラックス。(2012）。この効果は、
太陽粒子イベント。測定された上向きと下向きの微分フラックスを比較すると、64.7 ～ 76.7 MeV のエネルギー範囲で 0.64 ± 0.07。この比率は、
図 5 の下のパネル。嫦娥 4 号着陸船によって提供される下からの追加の遮蔽のため、
LND によって解決されるエネルギー範囲は、上向きの粒子集団と下向きの粒子集団で異なります。さらに、
我々は、ソーラー以前のデータを使用して、CRaTERチームによって報告された上向きから下向きのフラックス比をスケーリングしました
ここで調査した期間の最小 23/24。スケーリングされた CREME96 下方フラックスを使用して
CRaTER エネルギー範囲で予想される上向きフラックスを決定します。結果として生じる上向きフラックス (図 5 の下のパネルのマゼンタのデータ ポイント) は、LND の測定値および REDMoon とよく一致します。
異なるエネルギー範囲（60〜150 MeV）で有効であるにもかかわらず、予測。
すでに述べたように、REDMOon シミュレーション ツールは上向き (アルベド) 差分プロトン フラックスを提供します。
REDMoon モデルの結果を、スケーリングされた CREME96 モデルから
上向き微分フラックスと下向き微分フラックスの比率を導き出すと、下のパネルに一点鎖線で示されます
図 5. 50 MeV 以下のエネルギーでは、比は 1 を超え、20 MeV 付近で 2 を超えるピーク値を持ちます。
エネルギーが増加すると、このエネルギーでのアルベド陽子の生成が減少するため、比率は減少します。私達
アルベド陽子フラックスのモデル化されたエネルギー依存性は、
LND と (スケーリングされた) CRaTER データ。
LND は、月面で動作する最初の高エネルギー荷電粒子望遠鏡です。我々は持っています
アルベド陽子と組み合わせた低エネルギー宇宙線陽子の測定値を提示し、
後者は、月面の粒子フラックスに大きく貢献します。また、アルベドが
陽子フラックスはエネルギーに依存し、一次陽子フラックスとアルベド陽子フラックスの両方がよく一致している
LRO/CRaTER からの測定値を使用。明らかに、フラックスが高く、エネルギーが比較的低いため、アルベド陽子は、宇宙飛行士が宇宙で被ばくする放射線への重要な貢献です。
月の表面。アルベド陽子は、宇宙服を貫通するのに十分なエネルギーを持っています。
低エネルギーは宇宙飛行士の体内で止まり、宇宙飛行士の組織にすべてのエネルギーを蓄積します。
太陽は現在、より活発になってきており、大きな太陽粒子イベントからの将来のデータは、
月の放射環境への影響と、月の人間の探査への影響を理解する。