3D Модель излучения на околоземной орбите?

Я пытаюсь оценить необходимые экранирующие массы для поддержания уровня радиации на уровне или ниже среднего земного излучения в 3 мЗв в год на разных околоземных орбитах (НОО, СОО, ГСО и 50000 км+).

Первоначально я реконструировал метод оценки излучения, используемый для расчета предполагаемого полученного излучения для миссии «Аполлон», чтобы определить требуемую защиту на самой высокой (50000 км +) околоземной орбите.

К сожалению, этот документ был удален.

Поэтому мой второй подход заключается в использовании таких цифр, как:

и найдите мощность дозы, полученную при наиболее интенсивном излучении (в мЗв/ч), свяжите ее со значением с помощью 3*10^8 [единиц?], а затем используйте другие значения 10^x в качестве коэффициента масштабирования для мощности дозы. на этих высотах орбиты в мЗв/ч.

А затем разделить это с 7 см воды, необходимой для половины излучения, как упомянуто KeithS в этом вопросе StackExchange .

Однако этот метод

1. Не учитывается разный состав излучения частиц разных орбит.
2. Не учитывает разный состав частиц излучения в эффективности экранирования.
3. Не учитывает эффекты Bremzstralung.
4. Сильно неточна из-за неточных данных (1 статичное изображение)
5. Требуется проверка единиц изображения, используемого в качестве источника данных.

Таким образом, трехмерная модель, которая преобразует измерения радиации в мЗв или Гр в объем (сферу) с 1 кг материала в зависимости от дополнительной экранирующей массы с плотностью rho и экранированием граммов/см^2, значительно улучшила бы точность сметы.

Данные доступны, как видно из рисунков, но я не могу найти такую ​​модель (я понимаю, что фактическое излучение зависит от времени, но даже среднее значение или экземпляр данных значительно повысят точность оценки).

Вы знаете такие модели?

Решение первой итерации: преобразовать до требуемого уровня экранирования, используя:

1. 1 рентген = 9,329664 мЗв
2. 7 граммов экранирования/см^2 дает вдвое меньше излучения
3. 3 мЗв/год = цель

Уступчивость

• ${(10 \cdot 9.33 \cdot 365 \cdot 24)}\cdot {(\frac{1}{2})}^{n_{worst}}=3$
• ${(1 \cdot 9.33 \cdot 365 \cdot 24)}\cdot {(\frac{1}{2})}^{n_{best}}=3$

В результате чего

-$n_{worst} = 18.06 -> t_{worst} = 18.06 \cdot 7 = 126.5 grams/cm2$-$n_{best} = 14.8 -> t_{best} = 14.8 \cdot 7 = 103.6 grams/cm2$

Если предположить, что золото является защитным материалом с плотностью$\rho_{gold}$= 19,3 г/см^3, для сферы объемом 1 л радиусом$(\frac{4}{3} \cdot Pi \cdot r^3) =0.001 -> r_v = 0.062035 m =6.2035 cm$, экранирующая масса (-1 литр не экранированного шара) становится:

- масса в худшем случае =$(\frac{4}{3} \cdot Pi \cdot (r_v+\frac{t_{worst}}{\rho_{gold}}/)^3)-19.3=\frac{4}{3} \cdot Pi \cdot (0.062035+0.01 \cdot \frac{126.5}{19.3})^3)19300-19.3 =148.6 kg$

- в лучшем случае масса =$(\frac{4}{3} \cdot Pi \cdot (r_v+\frac{t_{best}}{\rho_{gold}}/)^3)-19.3=\frac{4}{3} \cdot Pi \cdot (0.062035+0.01 \cdot \frac{103.6}{19.3})^3)19300-19.3 = 106 kg$

Сомнения:

Справедливость предположения 1, перевод рентгена в мЗв оценивается как: 10 к 100 [рентген/час] = 0,01 до 0,04 Гр/час согласно ван Аллену в 1958 году . Где от 0,01 до 0,04 Гр/час будет преобразовано в 0,01 мЗв на 10 рентген вместо 0,01 мЗв на 1 рентген, как предполагалось.

Применимость предположения 2: Требуемое экранирование в действительности будет оптимизировано для различных орбит, поскольку, например, тормозное излучение наиболее эффективно экранируется по сравнению с протонами высокой энергии, давая значения, отличные от простых 7 грамм/см^2.