EPCARD ist ein Computerprogramm der Europäischen Union zur Berechnung der kosmischen Strahlung im Bereich Luftfahrt.
EPCARD ist die Abkürzung für “European Program Package for the Calculation of Aviation Route Dose”. Mit EPCARD kann man die Dosis berechnen, die durch die wichtigsten Bestandteile der kosmischen Strahlung bei beliebigen Flugrouten und Flugprofilen in Flughöhen zwischen 5 und 25 Kilometern hervorgerufen werden.
Das Programm wurde von Wissenschaftlern des Instituts für Strahlenschutz am Helmholtz Zentrum München, dem Deutschen Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (früher GSF – Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit), mit Unterstützung der Europäischen Kommission (Verkehrsdezernat) und der Universität Siegen entwickelt.
Berechnungsgrundlagen Bearbeiten
EPCARD simuliert für einen bestimmten Flug (mit einer zeitlichen Auflösung von einer Minute) das tatsächliche Strahlenfeld, das durch sekundäre Teilchen der auf die Erde auftreffenden primären kosmischen Strahlung hervorgerufen wird. Es basiert auf Energiespektren von Neutronen, Protonen, Photonen, Elektronen und Positronen, Myonen, und Pionen, die mit dem Monte-Carlo-Simulationsprogramm FLUKA für verschiedene Höhen über dem Meeresspiegel bis herunter auf Meeresniveau berechnet wurden. Dabei werden alle relevanten physikalischen Parameter wie zum Beispiel das Ausmaß der Sonnenaktivität und die Abschirmung durch das Erdmagnetfeld berücksichtigt. Eine umfangreiche Datenbank mit so genannten Fluenz-zu-Dosis-Konversionsfaktoren wird verwendet, um aus den simulierten Teilchenenergiespektren die Umgebungs-Äquivalentdosis (H*(10)) und die effektive Dosis (E) in der Einheit mSv zu berechnen.
Zulassung Bearbeiten
Im Dezember 2003 erteilten das Luftfahrt-Bundesamt (LBA) und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) der EPCARD-Version 3.34 die offizielle Zulassung zur Berechnung der Dosis durch kosmische Strahlung von fliegendem Personal. Am 15. November 2005 wurde erstmals ein Programm für das fliegende Personal durch das LBA freigegeben. Im April 2010 wurde die EPCARD.Net Professional Version 5.4.3 offiziell durch das LBA und die PTB für die Berechnung der Dosis durch kosmische Strahlung von fliegendem Personal zugelassen.
Technik Bearbeiten
EPCARD.NET basiert auf denselben physikalischen Algorithmen wie EPCARD Version 3.34, erlaubt jedoch auf der Basis einer genaueren Beschreibung der involvierten physikalischen Prozesse eine genauere Berechnung von Flugrouten-Dosen. EPCARD.NET wurde neu programmiert und kann unter Benutzung von der.Net-Framework- oder der Mono-Common Language Runtime unter vielen modernen Betriebssystemen verwendet werden. Darunter befinden sich z. B. Microsoft Windows NT/2K/XP/Vista oder Unixoide Systeme wie z. B. Linux, Mac OS X oder Solaris.
Vergleiche von berechneten und in Flugzeugen gemessenen Werten zeigen eine gute Übereinstimmung.
Verwendung Bearbeiten
Zu den Anwendern der Software gehören große deutsche Fluggesellschaften wie die Lufthansa, Condor, LTU oder der internationale Luftfahrtdienstleister ASISTIM GmbH.
Eine vereinfachte Version von EPCARD steht auf der EPCARD-Website zur Verfügung, mit der kostenlos Dosisberechnungen für beliebige Flüge durchgeführt werden können.
Literatur Bearbeiten
- V. Mares, T. Maczka, Leuthold, G. Rühm: Air crew dosimetry with a new version of EPCARD, Radiat. In: Prot. Dosim. Vol. 136, No. 4, 2009, S. 262–266.
- V. Mares, G. Leuthold: Altitude-dependent dose conversion coefficients in EPCARD. In: Radiat. Prot. Dosim. Band 126, 2007, S. 581–584.
- V. Mares, S. Roesler, H. Schraube: Averaged particle dose conversion factors in air crewdosimetry. Radiat. In: Prot. Dosim. Band 110, 2004, S. 371–376.
- S. Roesler, W. Heinrich and H. Schraube: Monte Carlo calculation of the radiation field at aircraft altitudes. In: Radiat. Prot. Dosim. Band 98, Nr. 4, 2002, S. 367–388.
- H. Schraube, G. Leuthold, W. Heinrich, S. Roesler, V. Mares, G. Schraube: EPCARD – European program package for the calculation of aviation route doses, User’s manual for version 3.2. (= GSF-Report. 08/02). GSF-National Research Center, Neuherberg 2002. ISSN 0721-1694
- M. Pelliccioni: Overview of fluence-to-effective dose and fluence-to-ambient dose equivalent conversion coefficients for high energy radiation calculated using FLUKA code. In: Radiat. Prot. Dosim. Band 88, Nr. 4, 2000, S. 279–297.
- H. Schraube, W. Heinrich, G. Leuthold, V. Mares, S. Roesler: Aviation route dose calculation and its numerical basis. In: Proc. 10th International Congress of the International Radiation Protection Association, Hiroshima, Japan. T-4-4, P-1a-45. 2000, S. 1–9.
Weblinks Bearbeiten
Einzelnachweise Bearbeiten
- (Memento vom 26. April 2011 im Internet Archive)
- Information den Luftfahrt-Bundesamtes, Stand 15. November 2005, abgerufen am 5. Juni 2016.
- (Memento vom 12. August 2010 im Internet Archive)
- J. C. Vergara, R. D. Román: The implementation of cosmic radiation monitoring in routine flight operation of IBERIA airline of Spain: 1 y of experience of in-flight permanent monitoring. In: Radiat Prot Dosimetry. Band 136, Nr. 4, 2009, S. 291–296, doi:10.1093/rpd/ncp131, PMID 19617239.
- http://www.asistim.com/flight-operation/cosmic-radiation-reporting/ Cosmic Radiation Reporting auf der Website der ASISTIM GmbH, abgerufen am 18. Februar 2015.
- (Memento vom 14. November 2010 im Internet Archive) auf der Website des Helmholtzzentrum München, abgerufen am 18. August 2010.
- (Memento vom 26. April 2011 im Internet Archive)