人工衛星の長期観測データに基づく地球放射線帯の変動モデルの開発

本研究課題では、地球の放射線帯のダイナミクスに焦点を当て、世界で唯一、長期観測を実現している日本の科学衛星「あけぼの」が、1989年の打ち上げ以降取得し続けている貴重な蓄積データを用いて、太陽活動の影響下に起こる大規模変動を再現するべく、放射線帯の変動モデルの開発を行うことを目的とする。「あけぼの」搭載の放射線モニター(RDM)は、電子、陽子、アルファ粒子をそれぞれ3、3、1つの観測チャンネルで計測を行っている。そこで、最新の理論とデータに基づいて入射粒子と物質の衝突散乱現象を再現できるGeant4粒子追跡シミュレーションツールを用いて、RDM検出器の検証を行い、データ混入の除去、およびエネルギーレンジの補正値の導出に取り組んだ。その結果、初年度には、電子が検出器の内部で予想外に極めて複雑な振る舞いをすることが明らかになり、RDM検出器の各観測チャンネルのエネルギー幅に対する補正値を得ることができた。第二年度には、エネルギー依存がある検出効率にエネルギー依存があることを踏まえたデータ補正項の導出に取り組んだ。また大阪府立大学との研究協力のもと、現在広く使用されているが古い観測データを基にしているNASAの放射線帯モデルとRDMデータとの統計比較を行った。第三年度の本年度には、前年度に引き続く電子データの解析に加え、プロトンデータの解析を行った。CRRES観測データは電子のみの公開であるため、NASA公開の太陽風データに含まれる太陽プロトンの観測値との比較をしながら、エネルギー幅およびフラックス値についてのデータ補正項を修正に取り組んだ。次年度は、本シミュレーションによって得られた補正を加えた観測データを解析し、地磁気活動にともなう変動を再現する放射線帯モデルの作成に取り組んで行く。

本研究課題では、地球の放射線帯のダイナミクスに焦点を当て、世界で唯一、長期観測を実現している日本の科学衛星「あけぼの」が、1989年の打ち上げ以降取得し続けている貴重な蓄積データを用いて、太陽活動の影響下に起こる大規模変動を再現するべく、放射線帯の変動モデルの開発を行うことを目的とする。「あけぼの」搭載の放射線モニター(RDM)は、電子、陽子、アルファ粒子をそれぞれ3、3、1つの観測チャンネルで計測を行っている。そこで、最新の理論とデータに基づいて入射粒子と物質の衝突散乱現象を再現できるGeant4粒子追跡シミュレーションツールを用いて、RDM検出器の検証を行い、データ混入の除去、およびエネルギーレンジの補正値の導出に取り組んだ。その結果、初年度には、電子が検出器の内部で予想外に極めて複雑な振る舞いをすることが明らかになり、RDM検出器の各観測チャンネルのエネルギー幅に対する補正値を得ることができた。第二年度には、エネルギー依存がある検出効率にエネルギー依存があることを踏まえたデータ補正項の導出に取り組んだ。また大阪府立大学との研究協力のもと、現在広く使用されているが古い観測データを基にしているNASAの放射線帯モデルとRDMデータとの統計比較を行った。第三年度の本年度には、前年度に引き続く電子データの解析に加え、プロトンデータの解析を行った。CRRES観測データは電子のみの公開であるため、NASA公開の太陽風データに含まれる太陽プロトンの観測値との比較をしながら、エネルギー幅およびフラックス値についてのデータ補正項を修正に取り組んだ。次年度は、本シミュレーションによって得られた補正を加えた観測データを解析し、地磁気活動にともなう変動を再現する放射線帯モデルの作成に取り組んで行く。