РД 50-25645.216-90

Группа Ф40

     

РУКОВОДЯЩИЙ НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Безопасность радиационная экипажа космического
аппарата в космическом полете

МЕТОД РАСЧЕТА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГЛОЩЕННОЙ И ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ДОЗ
КОСМИЧЕСКИХ ИЗЛУЧЕНИЙ ПО ТОЛЩИНЕ МАТЕРИАЛОВ НА ВНЕШНЕЙ
ПОВЕРХНОСТИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА НА ОРБИТАХ,
ПРОХОДЯЩИХ ЧЕРЕЗ ЕРПЗ

     

ОКСТУ 6968

Дата введения 1991-07-01

     

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Минздравом СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Н.А.Анфимов, член-корр. АН СССР; В.В.Архангельский; В.Н.Васильев, канд. техн. наук; А.А.Волобуев; В.А.Гончарова; А.И.Григорьев, д-р мед. наук; В.Е.Дудкин, д-р физ.-мат. наук; Е.Е.Ковалев, д-р техн. наук; В.В.Козелкин, д-р техн. наук; Е.Н.Лесновский, канд. техн. наук; В.Г.Митрикас, канд. физ.-мат. наук; В.А.Панин, Е.В.Пашков, канд. техн. наук; В.М.Петров, канд. физ.-мат. наук; Ю.В.Потапов, канд. физ.-мат. наук; В.А.Шуршаков, канд. физ.-мат. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 28.03.90 N 660

3. Срок первой проверка - 1996 г., периодичность проверки - 5 лет

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

_______________

* Действуют СП 2.6.1.758-99 (НРБ-99), здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Настоящие методические указания устанавливают метод расчета поглощенной и эквивалентной доз от протонов и электронов естественного радиационного пояса Земли (ЕРПЗ) за защитой толщиной до 1,5 г/см (в массовых единицах длины), выполненной из материалов с зарядом 15 при космических полетах на высотах от 200 до 10 км при разных наклонениях орбиты к плоскости экватора.

Методические указания предназначены для расчетов дозовых нагрузок на биологические и технические объекты, в том числе на космонавтов при их работе вне космического аппарата.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Метод расчета доз от протонов основан на предположении прямолинейного распространения и непрерывного торможения протонов в веществе. Ослабление первичного потока протонов за счет ядерных взаимодействий не учитывают.

1.2. Метод расчета доз от электронов основан на рассмотрении многократного рассеяния в веществе с учетом ионизационных потерь, пренебрегая их флуктуациями. Вклад в дозу от тормозного излучения не учитывают.

1.3. Входная информация, необходимая для проведения расчетов, должна содержать:

- дифференциальные энергетические спектры протонов и электронов и , вычисляемые в соответствии с ГОСТ 25645.138, ГОСТ 25645.139;

- заряд и массовое число для вещества защиты;

- значения пробегов и ионизационных потерь в веществе защиты и веществе-поглотителе, определяемые для протонов в соответствии с РД 50-25645.206 или приложением 1, для электронов - в соответствии с приложением 1. Разрешается использовать для определения и аппроксимационные выражения вида:

а) протоны (для защиты из алюминия):     

б) протоны (для тканеэквивалентного вещества):     

в) электроны (для защиты из алюминия):

;

;

г) электроны (для тканеэквивалентного вещества):

;    ,

     
где в МэВ, в г/см;

- зависимость коэффициента качества от ионизационных потерь для протонов, определяемую аппроксимацией регламентированных в НРБ-76/87 нормативных значений, в виде:

     

2. АЛГОРИТМ РАСЧЕТА ПОГЛОЩЕННОЙ И ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ДОЗ
ОТ ПРОТОНОВ И ЭЛЕКТРОНОВ

2.1. За исходные данные принимают нормальное падение широкого пучка частиц на плоский полубесконечный слой толщиной . Защита выполнена из материала с 15, толщина защиты не превышает 1,5 г/см. Дозу определяют в точке вещества-поглотителя, располагающегося непосредственно за защитой.

2.2. Алгоритм расчета доз от протонов

2.2.1. Поглощенную дозу в веществе защиты от протонов, имеющих энергетический спектр , за защитой толщиной вычисляют по формуле

,                                               (1)

     
где - ионизационные потери протонов в веществе защиты, МэВ·г·см;

- коэффициент перехода от поглощенной энергии к дозе, равный 1,6·10 Гр·МэВ·г;

- величина поглощенной дозы, Гр;

- энергия протонов на глубине защиты , связанная с энергией протонов, падающих на защиту , соотношением "пробег-энергия"

,                                                    (2)

где и - ионизационные пробеги протонов с энергиями и , соответственно, в веществе защиты;

0,1 МэВ.

2.2.2. Поглощенную дозу в тканеэквивалентном веществе определяют по формуле

,                                  (3)

 где - ионизационные потери протонов в тканеэквивалентном веществе.

2.2.3. Эквивалентную дозу от протонов за плоским слоем толщиной вычисляют по формуле

.                             (4)

2.2.4. Для расчета доз от протонов по формулам (1-4) задают расчетную сетку изменения энергий, равномерную в логарифмическом масштабе: 1,122; 1,414; 1,778; 2,239; 2,818; 3,548; 4,467; 5,623; 7,079; 8,913 МэВ в каждом порядке изменения значений . При этом интервалы изменений равны: 0,259; 0,326; 0,410; 0,517; 0,650; 0,819; 1,031; 1,298; 1,633; 2,057 МэВ.

2.2.5. Вычисляют значения доз, заменяя интегрирование суммированием по .

2.2.6. Переходят к другим слоям защиты и (или) тканеэквивалентного вещества.

2.3. Алгоритм расчета доз от электронов

2.3.1. Определяют и , где - дифференциальный энергетический спектр электронов ЕРПЗ в интервале энергий электронов 0,04 МэВ и 4,0 МэВ.

2.3.2. Задают полное число статистических испытаний (от 1000 до 5000 историй), присваивают начальные значения накопителей для статистической оценки дозы 0 и квадрата дозы 0, присваивают начальное значение номеру текущего испытания 0.

2.3.3. Определение начальных значений величин для -го статистического испытания

2.3.3.1. Присваивают начальные значения:

- глубине проникновения электрона в пластину 0;