There has been increasing necessity of more precise prediction and measurements of aviation radiation in Korea. For our air crew and passengers' radiation safety, we develop our own radiation prediction model of KREAM. In this paper, we validate the KREAM model based on comparison with Liulin observations. During early three months of this year, we perform total 25 experiments to measure aviation radiation exposure using Liulin-6K in commercial flights. We found that KREAM's result is very well consistent with Liulin observation in general. NAIRAS shows mostly higher results than Liulin observation, while CARI-6M shows generally lower results than the observations. The percent error of KREAM compared with Liulin observation is 10.95%. In contrast, the error for NAIRAS is 43.38% and 22.03% for CARI-6M. We found that the increase of the altitude might cause sudden increase in radiation exposure, especially for the polar route. As more comprehensive and complete analysis is required to validate KREAM's reliability to use for the public service, we plan to expand these radiation measurements with Liulin and Tissue Equivalent Proportional Counter (TEPC) in the near future.
We develop the tissue-equivalent proportional counter (TEPC) type's space radiation dosimeter to measure in-situ aviation radiation. That was originally developed as a payload of small satellite in the low-earth orbit. This dosimeter is based on a TEPC. It is made of an A-150 tissue-equivalent plastic shell of an internal diameter of 6 cm and a thickness of 0.3 cm. TEPC is filled with pure propane at 13.9 torrs to simulate a cell diameter of 2 ㎛. And the associated portable and low power electronics are also implemented. The verification experiments have been performed by the calibration experiments at ground level and compared with Liulin observation at aircraft altitude during the flight between Incheon airport (ICN) and John F. Kennedy airport (JFK). We found that the TEPC dosimeter can be used as a monitor for space radiation dosimeter at aviation altitude based on the verification with Liulin observation.
Cosmic radiation exposure of the flight crews in Korea has been managed by Radiation Safety Management around Living Life Act under Nuclear Safety and Security Commission. However, the domestic flight crews are excluded from the Act because of relatively low route dose exposure compared to that of international flight crews. But we found that the accumulated total annual dose of domestic flight crews is far from negligible because of relatively long total flight time and too many flights. In this study, to suggest the necessity of management of domestic flight crews' radiation exposure, we statistically analyzed domestic flight crew's accumulative annual dose by using cosmic radiation estimation models of the Civil Aviation Research Institute (CARI)-6M, Nowcast of Atmospheric Ionizing Radiation for Aviation Safety (NAIRAS), and Korean Radiation Exposure Assessment Model (KREAM) and compared with in-situ measurements of Liulin-6K LET spectrometer. As a result, the average exposure dose of domestic flight crews was found to be 0.5-0.8 mSv. We also expect that our result might provide the basis to include the domestic flight crews as radiation workers, not just international flight attendants.
우주방사선을 측정을 위해서는 측정장비의 신뢰성이 중요하다. 본연구는 이에 대한 실증으로 현재 우리나라에서 운영되고 있는 우주방사선 실측장비인 Liulin와 TEPC을 항공기에 탑재하여 인천과 로스엔젤레스 구간에서 측정하여 비교하였다. 또한 우주방사선량을 확인하기 위해서는 사전에 예측프로그램을 통한 분석이 필요하므로 FAA가 개발한 CARI-6M과 우리나라의 KREAM 프로그램을 사용하여 예측치를 도출하였다. 검증결과 2개의 장비는 허용수준인 20% 이내로 장비 신뢰도에 문제가 없었다. 또한, 예측프로그램도 각각의 차이가 매우 미세한 것으로 나타났다. 그러나 예측프로그램의 예측값과 실측치와는 큰 차이를 보이는 것으로 분석되었다. 따라서 이에 대한 보정이나 지속적인 연구를 통하여 예측치가 실측치와 유사하도록 프로그램을 보완하는 것이 요구된다.
This paper describes an experimental approach to evaluate the effective doses of space radiations at high-altitude by combining the measured data from the Liulin-6K spectrometer loaded onto the air-borne RC-800 cockpit and the calculated data from CARI-6M code developed by FAA. In this paper, 15 exposed dose experiments for the flight missions at a high-altitude above 10 km and 3 experiments at a normal altitude below 4 km were executed over the Korean Peninsula in 2012. The results from the high-altitude flight measurements show a dramatic change in the exposed doses as the altitude increases. The effective dose levels (an average of $15.27{\mu}Sv$) of aircrew at the high-altitude are an order of magnitude larger than those (an average of $0.30{\mu}Sv$) of the normal altitude flight. The comparison was made between the measure dose levels and the calculated dose levels and those were similar each other. It indicates that the annual dose levels of the aircrew boarding RC-800 could be above 1 mSv. These results suggest that a proper procedure to manage the exposed dose of aircrew is required for ROK Air Force.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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