Тканеэквивалентный фантом человека "Матрешка-Р"
Различие шарового, антропоморфного и цилиндрического фантомов
Антропоморфный фантом должен использоваться для определения характеристик поля ионизирующих излучений в теле космонавта и для оценки погрешности определения этих характеристик с помощью упрощенных моделей.
Цилиндрический фантом должен использоваться при определении характеристик поля ионизирующих излучений, необходимых для расчета обобщенной дозы, с учетом пространственной неравномерности излучения, воздействующего на космонавта.
Шаровой фантом должен использоваться для приближения оценки обобщенной дозы.
Дело было за немногим: оставалось запустить фантом в космос. Но запуск каждого килограмма стоит больших денег, а фантом-манекен, изготовленный в соответствии с рекомендациями Международной комиссии по радиационной защите, весил семьдесят килограмм! На помощь пришел случай.
Как и предполагалось, спутник получил официальное название «Космос-368», хотя специалисты, проводившие подготовку и запуск, называли его «Помпидушкой». Это был первый запуск фантома-манекена с целью изучения действия космических лучей на человека. В результате были получены данные о распределении доз в теле человека при орбитальном полете. Другим результатом, который оказался не менее значимым, явилось доказательство возможности использования этого фантома при экспериментах в космосе.
Последнее обстоятельство оказалось решающим при проведении следующего эксперимента.
Вопрос о радиационной опасности при полете к Луне в то время стоял особенно остро. Советский Союз уже посылал сборки дозиметров и наборы ядерных эмульсий на аппаратах «Зонд-5» и «Зонд-6». На очередном корабле проектанты планировали установить кресло космонавта и посадить в него манекен. Испытание фантома на ИСЗ «Космос-368» послужило решающей рекомендацией, и полет с фантомом состоялся. Космический корабль вошел в каталог космических объектов в качестве автоматической станции «Зонд-7». В результате были получены данные о распределении доз и их физических характеристиках в теле космонавта при полете по трассе Земля–Луна–Земля, которые позволили утверждать: «При отсутствии солнечных вспышек радиация на этой трассе полета не страшна».
В 1983 году на станции «Салют-7» при полете второй экспедиции, космонавтами А.П. Александровым и В.А. Ляховым проводились исследования с фантомом, имевшим форму шара. Оригинальный фантом был разработан совместно конструкторами КБ Королева и группой научных сотрудников Института медико-биологических проблем во главе с Ю.А. Акатовым. Достоинством этого фантома являлось то, что на орбиту доставлялась только оболочка шара, в которую был вмонтирован канал с детекторами. В качестве тканеэквивалентного материала, составлявшего основной вес, в этом фантоме применяли воду, она закачивалась в оболочку фантома прямо на борту станции. После окончания эксперимента эта вода использовалась в системах жизнеобеспечения.
В дальнейшем исследования с этим фантомом проводились космонавтами и на станции «Мир».
Вещевой фантом-манекен ФМ-2 тканеэквивалентный
Попытки измерить внутреннее облучение в институте медико-биологических проблем предпринимали неоднократно и задолго до эксперимента «Матрешка», но фантомы тогда делали из подручных материалов, были даже водяные изображения человека. Но назрела необходимость создать фантом, у которого химический состав материала приближен к человеческому.
Такой материал был разработан российской исследовательницей Э.В. Литвиновой, именно она создала тканеэквивалентный фантом. Она подобрала соотношение эпоксидной смолы и зерен пшеницы, которое наилучшим образом удовлетворяло поставленным требованиям. В свое время Ленинградский государственный институт комплексного проектирования разработал конструкцию и изготовил фантом-манекен, имевший подвижность в суставах, а также каналы в голове, туловище и конечностях для размещения детекторов ионизирующих излучений.
В то время стало известно, что в программу пребывания в нашей стране президента Франции Жоржа Помпиду включена и демонстрация запуска искусственного спутника Земли. Оперативно были подготовлены и представлены предложения по проведению полетного эксперимента с фантомом-манекеном. Фантом был одет в высотный костюм пилота, согласовано его размещение в кресле космонавта, в специальных каналах мы разместили термолюминесцентные детекторы ионизирующих излучений и ядерные эмульсии.
У входа в главный корпус Института ядерной физики. Слева стоит президент Франции Ж. Помпиду, а справа - академик Г.И. Будкер