RU2564472C1 - Method for determining local doses of ionising radiations of space environment behind protective screens with analytical shape of surface - Google Patents

Method for determining local doses of ionising radiations of space environment behind protective screens with analytical shape of surface Download PDF

Info

Publication number
RU2564472C1
RU2564472C1 RU2014117345/11A RU2014117345A RU2564472C1 RU 2564472 C1 RU2564472 C1 RU 2564472C1 RU 2014117345/11 A RU2014117345/11 A RU 2014117345/11A RU 2014117345 A RU2014117345 A RU 2014117345A RU 2564472 C1 RU2564472 C1 RU 2564472C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
calculated
local
protective shield
doses
thickness
Prior art date
Application number
RU2014117345/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Алексеевич Архипов
Алексей Викторович Зубко
Анатолий Васильевич Лалакин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" filed Critical Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева"
Priority to RU2014117345/11A priority Critical patent/RU2564472C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2564472C1 publication Critical patent/RU2564472C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention relates to protection of elements located behind a design protective screen (PS) against ionising radiations of space environment. Shape of screen surface is considered to be analytical. The method consists in the fact that values of local doses are set in a discrete form in the centre of a standard PS of a spherical shape depending on its thickness. Discrete dependence of the specified doses on the specified thickness is converted to continuous dependence. Design PR is divided into sectors with standard surfaces, the inner and outer sides of which are represented by analytical functions of coordinates. Radial thicknesses of design PS are determined, and the value of local dose is assessed, which is received by the irradiated element due to radiations passing through all standard surfaces. The corresponding integral as per full spatial angle is calculated by means of a computer algebra system. The obtained local dose is compared to an allowable dose, and depending on the result, the structure of design PS is specified or the irradiated element is replaced.
EFFECT: possible optimisation of PS structure due to performance of preliminary assessment of a value of local doses of ionising radiations with high accuracy.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области защиты облучаемых элементов от ионизирующих излучений космического пространства (ИИКП). В качестве защитных экранов рассматриваются элементы конструкции космической аппаратуры - корпуса блоков и отдельные узлы. Ионизирующие излучения космического пространства могут быть представлены как изотропный поток частиц космических излучений различных видов - электронов и протонов естественных радиационных поясов Земли (ЕРПЗ) и протонов солнечных космических лучей (СКЛ). Одним из основных факторов повреждающего действия ионизирующих излучений космического пространства на оптико-электронную космическую аппаратуру является локальная доза, обусловленная поглощением энергии излучения в материалах конструкции аппаратуры. Локальная доза ионизирующих излучений космического пространства является суммой локальных доз отдельных видов ионизирующих излучений космического пространства - электронов ЕРПЗ, протонов ЕРПЗ и протонов СКЛ.The invention relates to the field of protection of irradiated elements from ionizing radiation of outer space (IAPP). As protective shields, structural elements of space equipment are considered - block bodies and individual nodes. Ionizing radiation of outer space can be represented as an isotropic stream of particles of cosmic radiation of various types - electrons and protons of the Earth's natural radiation belts (ERPZ) and protons of solar cosmic rays (SCR). One of the main factors of the damaging effect of ionizing radiation of outer space on optoelectronic space equipment is the local dose due to the absorption of radiation energy in the materials of construction of the equipment. The local dose of ionizing radiation of outer space is the sum of local doses of individual types of ionizing radiation of outer space - electrons ERPZ, protons ERPZ and protons SCR.

Известен способ определения величины локальной дозы ионизирующих излучений космического пространства в заданной точке облучаемого элемента внутри объема защитного экрана методом секторирования, описанным в книге «Модель космического пространства. Модель космоса - 82. Радиационные условия на борту космических аппаратов». Под редакцией Вернова С.Н., в 3-х томах, Москва, изд. МГУ, 1983 г., том 3, с. 326. Способ заключается в том, что для каждого вида излучения, исходя из характеристик орбиты и срока активного существования космической аппаратуры, задают величины локальных доз в центре эталонного защитного экрана сферической формы, в виде значений дозы Dj в зависимости от толщины защитного экрана Xj в дискретном виде, где индекс j принимает значения от 1 до некоторого целого числа M.There is a method of determining the local dose of ionizing radiation of outer space at a given point of the irradiated element inside the volume of the protective screen by the sectoring method described in the book “Outer Space Model. Space model - 82. Radiation conditions on board spacecraft. ” Edited by Vernova S.N., in 3 volumes, Moscow, ed. Moscow State University, 1983, volume 3, p. 326. The method consists in the fact that for each type of radiation, based on the characteristics of the orbit and the active life of the spacecraft, the local doses are set in the center of the spherical shape of the reference protective screen in the form of dose values D j depending on the thickness of the protective screen X j in discrete form, where index j takes values from 1 to some integer M.

Определяется конструкция расчетного защитного экрана и производится разбиение пространства, окружающего заданную точку в облучаемом элементе на ряд секторов, ограниченных телесными углами, в пределах каждого из которых толщину защитного экрана в радиальном направлении можно считать постоянной. Локальная доза каждого вида ионизирующих излучений космического пространства определяется как сумма локальных доз от ионизирующих излучений космического пространства, прошедших через расчетный защитный экран в телесных углах соответствующих секторов защитного экрана. Величину локальной дозы для отдельного телесного угла вычисляют как часть локальной дозы от ионизирующих излучений космического пространства данного вида для эталонного сферического экрана постоянной толщины, равной толщине расчетного защитного экрана для данного сектора. Указанная часть равна относительной доле соответствующего телесного угла в полном телесном угле 4π стерадиан. Если толщина расчетного защитного экрана в данном секторе не равна какому-либо из заданных значений Xj, то локальную дозу для экрана данной толщины находят методом интерполяции по значениям локальной дозы для двух ближайших заданных значений толщин, большей и меньшей данной. Величина локальной дозы данного вида ионизирующих излучений космического пространства определяется следующей формулой:The design of the calculated protective shield is determined and the space surrounding the given point in the irradiated element is divided into a number of sectors limited by solid angles, within each of which the thickness of the protective shield in the radial direction can be considered constant. The local dose of each type of ionizing radiation of outer space is defined as the sum of local doses from the ionizing radiation of outer space passing through the calculated protective shield in the solid angles of the corresponding sectors of the protective shield. The value of the local dose for an individual solid angle is calculated as part of the local dose from the ionizing radiation of outer space of a given type for a standard spherical screen of constant thickness equal to the thickness of the calculated protective screen for this sector. The indicated part is equal to the relative fraction of the corresponding solid angle in the total solid angle of 4π steradians. If the thickness of the calculated protective shield in this sector is not equal to any of the specified values of X j , then the local dose for the screen of this thickness is found by interpolation from the local dose for the two nearest specified thickness values, greater and less than this. The local dose of this type of ionizing radiation in outer space is determined by the following formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где:Where:

- D - локальная доза;- D is the local dose;

- N - количество секторов защитного экрана;- N - the number of sectors of the protective screen;

- xi - радиальная толщина расчетного защитного экрана в i-ом секторе;- x i is the radial thickness of the calculated protective shield in the i-th sector;

- D(xi) - доза ИИКП в центре сферического экрана толщиной xi;- D (x i ) is the dose of IICP in the center of a spherical screen of thickness x i ;

- ΔΩi - телесный угол i-го сектора.- ΔΩ i is the solid angle of the i-th sector.

Если конструкция расчетного защитного экрана по отношению к данной точке облучаемого элемента с достаточной точностью может быть представлена совокупностью небольшого количества секторов, в пределах каждого из которых его толщину в радиальном направлении можно считать постоянной, то величины поглощенных доз ионизирующих излучений космического пространства могут быть вычислены методом секторирования по формуле (1) без привлечения специальных программных средств. Но если расчетный защитный экран имеет сложную форму, что является типичным во многих практических случаях, тогда для обеспечения достаточной точности вычислений локальных доз ионизирующих излучений космического пространства необходимое количество секторов в формуле (1) может составлять несколько сотен или тысяч, и для вычисления требуется привлечение специальных программных средств.If the design of the calculated protective shield with respect to a given point of the irradiated element can be represented with sufficient accuracy by a combination of a small number of sectors, within each of which its thickness in the radial direction can be considered constant, then the values of the absorbed doses of the ionizing radiation of outer space can be calculated by sectorization according to the formula (1) without involving special software. But if the calculated protective shield has a complex shape, which is typical in many practical cases, then to ensure sufficient accuracy in calculating the local doses of ionizing radiation of outer space, the required number of sectors in formula (1) can be several hundred or thousands, and the calculation requires special software tools.

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа определения локальных доз ионизирующих излучений космического пространства, является «лучевой метод», описанный в ГОСТ 25645.204-83. При этом для каждого вида излучения задают величины локальных доз Dj в центре эталонного защитного экрана сферической формы в зависимости от толщины Xj эталонного защитного экрана сферической формы в дискретном виде. Затем из заданной точки в облучаемом элементе проводится требуемое количество N лучей, равномерно распределенных в пространстве. Для каждого из таких лучей радиальная толщина xi в формуле (1) вычисляется как сумма толщин пересечений луча с расчетным защитным экраном. Величины элементарных телесных углов в формуле (1) полагаются одинаковыми и равными нижеследующей величине:The closest analogue of the proposed method for determining local doses of ionizing radiation in outer space is the "radiation method" described in GOST 25645.204-83. In this case, for each type of radiation, the values of local doses D j are set in the center of the spherical standard protective screen depending on the thickness X j of the spherical standard protective screen in discrete form. Then, from the given point in the irradiated element, the required number of N rays uniformly distributed in space is drawn. For each of these rays, the radial thickness x i in formula (1) is calculated as the sum of the thicknesses of the intersections of the beam with the calculated protective shield. The values of elementary solid angles in the formula (1) are assumed to be the same and equal to the following value:

Figure 00000002
Figure 00000002

Тогда величина локальной дозы определяется формулой:Then the local dose is determined by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

- где:- where:

- D - локальная доза;- D is the local dose;

- N - количество секторов защитного экрана;- N - the number of sectors of the protective screen;

- xi - радиальная толщина расчетного защитного экрана в i-ом секторе;- x i is the radial thickness of the calculated protective shield in the i-th sector;

- D(xi) - доза ИИКП в центре сферического экрана толщиной xi;- D (x i ) is the dose of IICP in the center of a spherical screen of thickness x i ;

- ΔΩi - телесный угол i-го сектора.- ΔΩ i is the solid angle of the i-th sector.

Если толщина защитного экрана для данного луча не равна какому-либо из заданных значений Xj, то локальную дозу для экрана данной толщины находят методом интерполяции по значениям локальных доз для двух ближайших заданных значений толщин, большей и меньшей данной. Использование «лучевого метода» для расчета локальных доз ионизирующих излучений космического пространства полностью оправдано для аппаратуры с достаточно сложной конструкцией. Но данный способ не позволяет провести оценку величин соответствующих локальных доз без подготовительных этапов, включающих интеграцию с САПР, средствами которой описывается конструкция аппаратуры.If the thickness of the protective screen for a given beam is not equal to any of the given values of X j , then the local dose for the screen of this thickness is determined by interpolation from the values of local doses for the two nearest specified thicknesses, greater and less than this. The use of the "ray method" for calculating local doses of ionizing radiation in outer space is fully justified for equipment with a rather complicated design. But this method does not allow to evaluate the values of the corresponding local doses without preparatory steps, including integration with CAD, the means of which describes the design of the equipment.

Задачей изобретения является создание способа определения локальных доз ионизирующих излучений космического пространства за защитными экранами с аналитической формой поверхности, обеспечивающего предварительное определение возможных доз с заданной точностью расчета.The objective of the invention is to provide a method for determining local doses of ionizing radiation of outer space behind protective screens with an analytical shape of the surface, providing a preliminary determination of possible doses with a given calculation accuracy.

Технический результат - предложен способ, позволяющий оптимизировать конструкцию защитного экрана, благодаря проведению предварительной оценки величины локальных доз ионизирующих излучений космического пространства с большой точностью.Technical result - a method is proposed that allows you to optimize the design of the protective shield, thanks to a preliminary assessment of the local doses of ionizing radiation of outer space with great accuracy.

Это достигается тем, что в способе определения локальных доз ионизирующих излучений космического пространства в облучаемом элементе, расположенном за расчетным защитным экраном с аналитической формой поверхности задают величины локальных доз ионизирующих излучений космического пространства Dj в центре эталонного защитного экрана сферической формы в зависимости от толщины Xj эталонного защитного экрана сферической формы в дискретном виде, в отличие от известного, преобразуют дискретную зависимость заданных локальных доз Dj от толщины Xj эталонного защитного экрана сферической формы в непрерывную зависимость, разбивают расчетный защитный экран на сектора со стандартными поверхностями, представляют внутреннюю и внешнюю стандартные поверхности расчетного защитного экрана аналитическими функциями координат, определяют радиальные толщины расчетного защитного экрана, оценивают величину локальной дозы ионизирующих излучений космического пространства, приходящуюся на облучаемый элемент через все стандартные поверхности, используя выражение в виде интеграла по полному телесному углу от непрерывной зависимости локальных доз и радиальной толщины расчетного защитного экрана, который вычисляют с помощью системы компьютерной алгебры, сравнивают полученную локальную дозу с допустимой дозой для выбранного облучаемого элемента, в зависимости от результата уточняют конструкцию расчетного защитного экрана или, при необходимости, заменяют облучаемый элемент.This is achieved by the fact that in the method for determining the local doses of ionizing radiation of outer space in the irradiated element located behind the calculated protective shield with an analytical surface shape, the values of local doses of ionizing radiation of outer space D j are set in the center of the reference protective shield of a spherical shape depending on the thickness X j reference protective spherical shape screen in discrete form, in contrast to the known, predetermined relation convert discrete local doses D j from the column s X j reference protective spherical shape screen in continuous relationship, divide the calculated protective screen into sectors with standard surfaces represent the internal and external standard surfaces calculated shield analytic functions of the coordinates define radial thickness calculated shield, evaluate the magnitude of the local dose space ionizing radiation attributable to the irradiated element through all standard surfaces, using the expression as an integral over solid angle on the continuous dependence of the local doses and the radial thickness of the calculated protective shield, which is calculated using a computer algebra system, compare the local dose obtained with the allowable dose for the selected irradiated element, depending on the result, specify the design of the calculated protective shield or, if necessary, replace irradiated element.

Изобретение поясняется фигурой, где: точка O - заданная точка облучаемого элемента внутри расчетного защитного экрана, бесконечно малый телесный угол dΩ, расстояния R1, R2 и радиальная толщина экрана x.The invention is illustrated by a figure, where: point O is a given point of the irradiated element inside the calculated protective shield, an infinitely small solid angle dΩ, distances R 1 , R 2 and the radial thickness of the screen x.

Способ определения локальных доз ионизирующих излучений космического пространства в данной точке облучаемого элемента за расчетным защитным экраном с аналитической формой поверхности заключается в том, что исходя из характеристик орбиты и срока активного существования космической аппаратуры задают величины локальных доз Dj в центре эталонного защитного экрана сферической формы в зависимости от его толщины Xj в дискретном виде. Используют непрерывную аналитическую аппроксимацию дискретной зависимости заданных локальных доз Dj от толщины Xj эталонного защитного экрана сферической формы, для определения радиальной толщины расчетного защитного экрана разбивают расчетный защитный экран на сектора со стандартными поверхностями, представляют внутреннюю и внешнюю стандартные поверхности расчетного защитного экрана аналитическими функциями координат, определяют радиальные толщины расчетного защитного экрана. Оценивают величину локальной дозы ионизирующих излучений космического пространства, приходящихся на облучаемый элемент через все стандартные поверхности, используя выражение в виде интеграла по полному телесному углу, подынтегральное выражение которого представляют в виде аналитической аппроксимации дискретной зависимости дозы ионизирующих излучений космического пространства в зависимости от радиальной толщины расчетного защитного экрана с аналитической формой поверхности. Вычисляют интеграл с помощью системы компьютерной алгебры, сравнивают полученную локальную дозу с допустимой дозой для выбранного облучаемого элемента, в зависимости от результата уточняют конструкцию расчетного защитного экрана или, при необходимости, заменяют облучаемый элемент.The method for determining the local doses of ionizing radiation of outer space at a given point of the irradiated element behind the calculated protective shield with an analytical surface shape is that, based on the characteristics of the orbit and the active life of the spacecraft, the local doses D j in the center of the reference protective shield of a spherical shape in depending on its thickness X j in discrete form. A continuous analytical approximation is used of the discrete dependence of the given local doses D j on the thickness X j of the spherical reference shield, to determine the radial thickness of the calculated shield, the calculated shield is divided into sectors with standard surfaces, and the internal and external standard surfaces of the calculated shield are analyzed by the analytical coordinate functions , determine the radial thickness of the calculated protective shield. The value of the local dose of ionizing radiation of outer space falling on the irradiated element through all standard surfaces is estimated using the expression as an integral over the full solid angle, the integrand of which is represented as an analytical approximation of the discrete dependence of the dose of ionizing radiation of outer space depending on the radial thickness of the calculated protective screen with an analytical surface shape. The integral is calculated using a computer algebra system, the obtained local dose is compared with the allowable dose for the selected irradiated element, depending on the result, the design of the calculated protective shield is specified or, if necessary, the irradiated element is replaced.

Во многих практически важных случаях конструкция расчетного защитного экрана может быть с достаточной точностью представлена в виде защитного экрана, внутренняя и внешняя поверхности которого, в целом или в отдельных своих секторах, могут быть представлены в виде аналитических поверхностей, то есть поверхностей, форма которых может быть описана аналитической функцией координат. В качестве примеров часто встречающихся аналитических поверхностей можно привести плоскость, цилиндр, конус, сферу.In many practically important cases, the design of the calculated protective shield can be represented with sufficient accuracy in the form of a protective shield, the inner and outer surfaces of which, in whole or in their individual sectors, can be represented as analytical surfaces, that is, surfaces whose shape can be described by an analytic coordinate function. As examples of frequently occurring analytical surfaces, we can cite a plane, a cylinder, a cone, a sphere.

Непрерывная аналитическая аппроксимация дискретной зависимости заданных локальных доз Dj для каждого вида ионизирующих излучений космического пространства в центре эталонного защитного экрана сферической формы в зависимости от его толщины Xj выполняется непрерывными аналитическими функциями D(x, ak, bk) специального вида, которые зависят как от непрерывной переменной толщины экрана х, так и от совокупности коэффициентов ak, bk. В зависимости от вида ионизирующих излучений космического пространства функции D(x, ak, bk) имеют следующий общий вид:A continuous analytical approximation of the discrete dependence of the given local doses D j for each type of ionizing radiation of outer space in the center of a spherical reference protective screen depending on its thickness X j is performed by continuous analytical functions D (x, a k , b k ) of a special form, which depend both from a continuous variable screen thickness x, and from a combination of coefficients a k , b k . Depending on the type of ionizing radiation in outer space, the functions D (x, a k , b k ) have the following general form:

- для электронов ЕРПЗ- for electrons ERPZ

Figure 00000004
Figure 00000004

- для протонов ЕРПЗ- for protons ERPZ

Figure 00000005
Figure 00000005

- для протонов СКЛ- for protons SCR

Figure 00000006
Figure 00000006

Аппроксимация дискретных зависимостей Dj от Xj непрерывными аналитическими функциями специального вида (4), (5) и (6) позволяет с достаточной точностью в компактном и удобном для использования виде представить информацию, содержащуюся в соответствующих исходных дискретных зависимостях. Аппроксимацию выполняют, используя нелинейный метод наименьших квадратов, описанный в книге Ф.А. Живописцев, В.А. Иванов «Регрессионный анализ в экспериментальной физике». Издательство Московского университета, 1995, стр. 155-173. Функционал метода наименьших квадратов выбирают в виде, описываемом следующей формулой:The approximation of discrete dependences D j on X j by continuous analytical functions of a special form (4), (5) and (6) allows with sufficient accuracy to present the information contained in the corresponding initial discrete dependencies in a compact and user-friendly form. The approximation is performed using the nonlinear least squares method described in the book by F.A. Painters, V.A. Ivanov "Regression analysis in experimental physics." Publishing House of Moscow University, 1995, pp. 155-173. The functional of the least squares method is selected in the form described by the following formula:

Figure 00000007
Figure 00000007

В результате применения метода наименьших квадратов получают значения коэффициентов ak, bk для каждой из функций D(x, ak, bk), соответствующих выбранному виду ионизирующих излучений космического пространства. Выбирают систему координат с началом в данной точке облучаемого материала. Разбивают расчетный защитный экран на ряд секторов, в каждом из которых форма внутренней и внешней поверхностей расчетного защитного экрана описывается аналитической функцией координат. Сумма телесных углов этих секторов должна составлять полный телесный угол 4 π стерадиан:As a result of the application of the least squares method, the values of the coefficients a k , b k are obtained for each of the functions D (x, a k , b k ) corresponding to the selected form of ionizing radiation in outer space. Select a coordinate system with the beginning at a given point of the irradiated material. The calculated protective screen is divided into a number of sectors, in each of which the shape of the internal and external surfaces of the calculated protective screen is described by an analytical coordinate function. The sum of the solid angles of these sectors should be the total solid angle of 4 π steradian:

Figure 00000008
Figure 00000008

где:Where:

- L - количество секторов разбиения полного телесного угла;- L is the number of sectors of the partition of the full solid angle;

- Ωl - телесный угол l-го сектора.- Ω l is the solid angle of the lth sector.

В каждом таком секторе радиальную толщину расчетного защитного экрана записывают как аналитическую функцию координат радиального направления, равную разности аналитических функций R1, R2 (фигура) расстояний от начала координат до внешней и внутренней поверхности расчетного защитного экрана в виде следующей формулы:In each such sector, the radial thickness of the calculated protective shield is written as an analytical function of the coordinates of the radial direction, equal to the difference of the analytical functions R 1 , R 2 (figure) of the distances from the origin to the outer and inner surfaces of the calculated protective shield in the form of the following formula:

Figure 00000009
Figure 00000009

где:Where:

- x(Ω) - радиальная толщина экрана в заданном направлении;- x (Ω) is the radial thickness of the screen in a given direction;

- R2(Ω) - расстояние до внешней поверхности расчетного защитного экрана в заданном направлении;- R 2 (Ω) is the distance to the outer surface of the calculated protective shield in a given direction;

- R1(Ω) - расстояние до внутренней поверхности расчетного защитного экрана в заданном направлении.- R 1 (Ω) is the distance to the inner surface of the calculated protective shield in a given direction.

Используя введенные ранее обозначения, общее выражение для локальной дозы в данной точке облучаемого элемента за расчетным защитным экраном с аналитической формой поверхности и для выбранного вида ионизирующих излучений космического пространства запишем в виде суммы составляющих доз по отдельным секторам:Using the previously introduced notation, the general expression for the local dose at a given point of the irradiated element behind the calculated protective shield with the analytical shape of the surface and for the selected type of ionizing radiation in outer space is written as the sum of the component doses for individual sectors:

Figure 00000010
Figure 00000010

Определение численного значения отдельных интегралов, входящих в формулу (10), производится с использованием системы компьютерной алгебры, например Mathcad.The numerical value of the individual integrals in formula (10) is determined using a computer algebra system, for example, Mathcad.

В отличие от метода секторирования и «лучевого метода» предлагаемый способ вычисления локальных доз ионизирующих излучений космического пространства не содержит ошибок, связанных с приближением формы защитного экрана совокупностью конечного числа сегментов с постоянной внутри сегмента радиальной толщиной. Предлагаемый способ определения локальных доз ионизирующих излучений космического пространства за защитными экранами с аналитической формой поверхности разделен на три последовательно выполняемые операции. В первой операции производится вычисление коэффициентов аналитической аппроксимации дозовых зависимостей ионизирующих излучений космического пространства. Во второй операции разбивают расчетный защитный экран на ряд секторов, в каждом из которых форма внутренней и внешней поверхностей расчетного защитного экрана описывается аналитической функцией координат и с помощью формулы (9) вычисляют радиальную толщину расчетного защитного экрана в данном направлении для каждого из таких секторов. Третья операция содержит только процедуру численного вычисления средствами системы компьютерной алгебры, например Mathcad, суммы интегралов (10), аналитическая структура которых определена двумя первыми операциями способа.In contrast to the sectorization method and the “radiation method”, the proposed method for calculating local doses of ionizing radiation in outer space does not contain errors associated with approximating the shape of the protective shield by a combination of a finite number of segments with a constant radial thickness inside the segment. The proposed method for determining local doses of ionizing radiation of outer space behind protective screens with an analytical shape of the surface is divided into three sequentially performed operations. In the first operation, the coefficients of the analytical approximation of the dose dependences of the ionizing radiation of outer space are calculated. In the second operation, the calculated protective shield is divided into a number of sectors, in each of which the shape of the inner and outer surfaces of the calculated protective shield is described by an analytical coordinate function and using the formula (9) the radial thickness of the calculated protective shield in this direction is calculated for each of these sectors. The third operation contains only the procedure of numerical calculation by means of a computer algebra system, for example, Mathcad, of the sum of integrals (10), the analytical structure of which is determined by the first two operations of the method.

Таким образом, данный способ позволяет производить быстрые инженерные оценки величин поглощенных доз ионизирующих излучений космического пространства, что делает его более эффективным и не требует написания сложного программного кода и его интеграции с САПР.Thus, this method allows for rapid engineering estimates of the absorbed doses of ionizing radiation in outer space, which makes it more efficient and does not require writing complex software code and its integration with CAD.

Claims (1)

Способ определения локальных доз ионизирующих излучений космического пространства в облучаемом элементе, расположенном за расчетным защитным экраном с аналитической формой поверхности, заключающийся в том, что задают величины локальных доз Dj в центре эталонного защитного экрана сферической формы в зависимости от толщины Xj эталонного защитного экрана сферической формы в дискретном виде, отличающийся тем, что преобразуют дискретную зависимость заданных локальных доз Dj от толщины Xj эталонного защитного экрана сферической формы в непрерывную зависимость, разбивают расчетный защитный экран на сектора со стандартными поверхностями, представляют внутреннюю и внешнюю стандартные поверхности расчетного защитного экрана аналитическими функциями координат, определяют радиальные толщины расчетного защитного экрана, оценивают величину локальной дозы ионизирующих излучений космического пространства, приходящуюся на облучаемый элемент через все стандартные поверхности, используя выражение в виде интеграла по полному телесному углу от непрерывной зависимости локальных доз и радиальной толщины расчетного защитного экрана, который вычисляют с помощью системы компьютерной алгебры, сравнивают полученную локальную дозу с допустимой дозой для выбранного облучаемого элемента, в зависимости от результата уточняют конструкцию расчетного защитного экрана или, при необходимости, заменяют облучаемый элемент. The method for determining the local doses of ionizing radiation of outer space in the irradiated element located behind the calculated protective shield with an analytical surface shape, which consists in setting the local doses D j in the center of the reference protective shield of a spherical shape depending on the thickness X j of the reference protective shield of a spherical forms a discrete form, characterized in that the discrete transform relationship given local doses D j X j from the reference thickness of the protective screen in a spherical shape does not break dependence, divide the calculated protective shield into sectors with standard surfaces, represent the internal and external standard surfaces of the calculated protective shield by the analytical coordinate functions, determine the radial thickness of the calculated protective shield, estimate the local dose of ionizing radiation of outer space falling on the irradiated element through all standard surfaces using the expression in the form of an integral over the full solid angle on the continuous dependence of the locally doses and the radial thickness of the calculated protective shield, which is calculated using a computer algebra system, compare the local dose obtained with the allowable dose for the selected irradiated element, depending on the result, specify the design of the calculated protective shield or, if necessary, replace the irradiated element.
RU2014117345/11A 2014-04-30 2014-04-30 Method for determining local doses of ionising radiations of space environment behind protective screens with analytical shape of surface RU2564472C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014117345/11A RU2564472C1 (en) 2014-04-30 2014-04-30 Method for determining local doses of ionising radiations of space environment behind protective screens with analytical shape of surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014117345/11A RU2564472C1 (en) 2014-04-30 2014-04-30 Method for determining local doses of ionising radiations of space environment behind protective screens with analytical shape of surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2564472C1 true RU2564472C1 (en) 2015-10-10

Family

ID=54289495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014117345/11A RU2564472C1 (en) 2014-04-30 2014-04-30 Method for determining local doses of ionising radiations of space environment behind protective screens with analytical shape of surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2564472C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2626450C1 (en) * 2016-06-06 2017-07-27 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Method of selecting grades of optical glasses for design of space equipment optical systems in long-term exposure conditions of space ionising radiation
RU2771504C1 (en) * 2021-05-28 2022-05-05 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ Method for determining the change in the transmission coefficient of objective lens of space equipment under the influence of ionizing radiation from outer space
RU2771504C9 (en) * 2021-05-28 2022-07-12 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ Method for determining the change in the transmission coefficient of objective lens of space equipment under the influence of ionizing radiation from outer space

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1362336A1 (en) * 1985-07-08 1991-09-23 Центральный научно-исследовательский рентгено-радиологический институт Lead screen forming irradiation fields of body parts of laboratory animals
JP2002022886A (en) * 2000-07-04 2002-01-23 Atox Co Ltd Radiation shield body with variable capability
RU32630U1 (en) * 2003-05-15 2003-09-20 Донских Александр Александрович Portable device for protecting nuclear power plant personnel from radiation
US20070080308A1 (en) * 2005-10-12 2007-04-12 Ms. Saeideh Mousavi Yeganeh Dental x-ray radiation protection device
RU2374148C2 (en) * 2007-03-01 2009-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Айдис" Spacecraft modular design
JP2011053000A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd System and program for computing radiation shielding
DE102010043086A1 (en) * 2010-10-28 2012-05-03 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Casing for protecting equipment against high-energy radiation in space, has heat insulation layer, gas diffusion-proof layer and radiation protection layers that are positioned between mechanical protection layers

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1362336A1 (en) * 1985-07-08 1991-09-23 Центральный научно-исследовательский рентгено-радиологический институт Lead screen forming irradiation fields of body parts of laboratory animals
JP2002022886A (en) * 2000-07-04 2002-01-23 Atox Co Ltd Radiation shield body with variable capability
RU32630U1 (en) * 2003-05-15 2003-09-20 Донских Александр Александрович Portable device for protecting nuclear power plant personnel from radiation
US20070080308A1 (en) * 2005-10-12 2007-04-12 Ms. Saeideh Mousavi Yeganeh Dental x-ray radiation protection device
RU2374148C2 (en) * 2007-03-01 2009-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Айдис" Spacecraft modular design
JP2011053000A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd System and program for computing radiation shielding
DE102010043086A1 (en) * 2010-10-28 2012-05-03 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Casing for protecting equipment against high-energy radiation in space, has heat insulation layer, gas diffusion-proof layer and radiation protection layers that are positioned between mechanical protection layers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 25645.204-83. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2626450C1 (en) * 2016-06-06 2017-07-27 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Method of selecting grades of optical glasses for design of space equipment optical systems in long-term exposure conditions of space ionising radiation
RU2771504C1 (en) * 2021-05-28 2022-05-05 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ Method for determining the change in the transmission coefficient of objective lens of space equipment under the influence of ionizing radiation from outer space
RU2771504C9 (en) * 2021-05-28 2022-07-12 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ Method for determining the change in the transmission coefficient of objective lens of space equipment under the influence of ionizing radiation from outer space

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kaastra et al. Optimal binning of X-ray spectra and response matrix design
Koldobskiy et al. Validation of the neutron monitor yield function using data from AMS‐02 experiment, 2011–2017
Ackermann et al. Constraints on the galactic halo dark matter from Fermi-LAT diffuse measurements
Ackermann et al. Determination of the point-spread function for the Fermi large area telescope from on-orbit data and limits on pair halos of active galactic nuclei
Zoglauer et al. MEGAlib–the medium energy gamma-ray astronomy library
Kostunin et al. Reconstruction of air-shower parameters for large-scale radio detectors using the lateral distribution
Branchini et al. Cross-correlating the γ-ray sky with Catalogs of Galaxy Clusters
Ghirardini et al. Discovery of a supercluster in the eROSITA Final Equatorial Depth Survey: X-ray properties, radio halo, and double relics
D'Amico et al. The BOSS bispectrum analysis at one loop from the Effective Field Theory of Large-Scale Structure
Molnar Cluster physics with merging galaxy clusters
Shulevski et al. First look at the giant radio galaxy 3C 236 with LOFAR
Yuk et al. Whole-core transport solutions with 2-D/1-D fusion kernel via p-CMFD acceleration and p-CMFD embedding of nonoverlapping local/global iterations
Collmar et al. LS 5039–the counterpart of the unidentified MeV source GRO J1823-12
Garcia et al. Accelerated gpu based spect monte carlo simulations
Maniyar et al. Constraining cosmology with the cosmic microwave and infrared backgrounds correlation
Sarmiento-Cano et al. The ARTI framework: cosmic rays atmospheric background simulations
Verrecchia et al. An updated list of AGILE bright γ-ray sources and their variability in pointing mode
Schoorlemmer et al. Characteristics of extensive air showers around the energy threshold for ground-particle-based γ-ray observatories
Wehrhahn et al. PySME-Spectroscopy Made Easier
Poursalehi et al. Performance comparison of zeroth order nodal expansion methods in 3D rectangular geometry
Taris et al. Long-term R and V-band monitoring of some suitable targets for the link between ICRF and the future Gaia celestial reference frame
RU2564472C1 (en) Method for determining local doses of ionising radiations of space environment behind protective screens with analytical shape of surface
Dou et al. X-ray view of a merging supermassive black hole binary candidate SDSS J1430+ 2303: Results from the first∼ 200 days of observations
Feng et al. 3-D Reconstruction benchmark of a compton camera against a parallel-hole gamma camera on ideal data
Zhang et al. Deep Chandra observations of merging galaxy cluster ZwCl 2341+ 0000

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20190531