KREAM

KREAM은 항공기 고도에서의 우주방사선 피폭량 관리를 위해서 한국천문연구원과 기상청 국가기상위성센터에서 공동으로 개발한 우주방사선 예측 모델이다.

항공기 고도에서의 우주방사선은 태양과 태양계 외부로부터 지구로 불어오는 우주선(cosmic ray)에서 기인한다. 이 중 대다수는 양성자로 구성되어 있으며, 이들 중 상대적으로 에너지가 높은 입자들(즉, 고에너지 양성자)만이 지구 자기장에 의해 완전히 차폐되지 않고 지구 대기로 침투한다. 대기에 침투하는 과정에서 고에너지 양성자들은 대기를 구성하고 있는 중성 분자들과 부딪히면서 양성자, 전자, 광자, 중성자, 뮤온 등의 다양한 2차 입자들을 생산하고, 이 입자들이 모두 항공기 고도에서의 우주방사선을 만들어낸다. KREAM은 이러한 물리 과정을 모두 반영하여 합리적으로 항공기 고도에서의 방사선량을 계산한다.

KREAM의 내부 구조는 크게 세 파트로 구성되어 있다. 먼저, 첫 번째 파트에서는 지구로 불어오는 우주선의 에너지 스펙트럼을 계산한다. 이를 위해 우주선을 구성하는 은하우주방사선과 태양고에너지입자의 스펙트럼을 각각 예측 모델과 정지궤도에서 측정한 양성자의 에너지 스펙트럼으로부터 구해서 합성한다. 이렇게 합성한 양성자 스펙트럼은 두 번째 파트의 입력값이 된다. 두 번째 파트에서는 대기 중으로 들어오는 양성자들의 이동 경로와 대기 분자들과의 충돌을 추적하는 입자 추적 모델을 사용한다. 결과적으로 고도, 위도, 경도의 단위 셀 당 양성자, 전자, 광자, 중성자 등 2차 입자들의 에너지 스펙트럼을 얻는다. 세 번째 파트에서는 이러한 2차 입자 스펙트럼에 국제방사선방호위원회(ICRP)에서 권장하는 변환인수를 적용하여 최종적인 등가선량 및 유효선량을 얻는다.

항공로 정보가 고도, 위도, 경도 단위로 주어지면, KREAM에서는 위의 과정을 복합적으로 수행하여 항공로의 GPS 경로에 따른 피폭 방사선량을 계산한다.