ГОСТ 25645.211-85
Группа Ф40
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
БЕЗОПАСНОСТЬ РАДИАЦИОННАЯ ЭКИПАЖА
КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА В КОСМИЧЕСКОМ ПОЛЕТЕ
Характеристики ядерного взаимодействия протонов
Space crew radiation safety during space flight.
Nuclear interaction characteristics of protons
ОКСТУ 6968
Дата введения 1987-07-01
ИСПОЛНИТЕЛИ
Г.И.Бацких, канд. техн. наук; Е.К.Гельфанд, канд. физ.-мат. наук; А.И.Григорьев, д-р мед. наук; А.Р.Калмыков; Г.В.Красильников, канд. техн. наук; Е.Н.Лесновский, канд. техн. наук; Б.В.Манько; В.А.Панин; И.Я.Ремизов, канд. техн. наук; В.А.Сакович, канд. техн. наук; В.М.Сахаров, канд. техн. наук; А.Я.Серов, канд. физ.-мат. наук; Б.С.Сычев, канд. физ.-мат. наук; В.Б.Хвостов, канд. физ.-мат. наук.
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 декабря 1985 г. N 4050
Настоящий стандарт устанавливает характеристики ядерных взаимодействий протонов космических лучей, а также протонов и нейтронов (далее по тексту - нуклонов), образованных ими в защите космических аппаратов (КА), в диапазоне энергий нуклонов от 20 до 1000 МэВ для ядер элементов от углерода до свинца.
К характеристикам ядерных взаимодействий, предназначенным для расчетов пространственно-энергетических распределений плотности потока нуклонов в КА, относят:
средний пробег нуклонов до ядерного взаимодействия;
двойные дифференциальные по энергии и углу вылета распределения вторичных нуклонов в неупругих нуклон-ядерных взаимодействиях.
Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в справочном приложении 1.
1.1. Средние пробеги нуклонов с энергией до ядерного взаимодействия
в веществе вычисляют по формулам:
для простых веществ с атомной массой
, г/см
, (1)
где ,
- протон или нейтрон, соответственно;
- микроскопическое сечение неупругого ядерного взаимодействия нуклона типа
, барн (1 барн=10
см
);
для вещества со сложным элементным составом
, г/см
, (2)
где - микроскопическое сечение неупругого ядерного взаимодействия нуклона типа
с
-м элементом вещества, барн;
- массовая концентрация
-го элемента в веществе, причем
.
1.2. Микроскопические сечения неупругого ядерного взаимодействия (
) одинаковы для протонов и нейтронов при
40 МэВ. В табл.1 представлены значения сечений для различных элементов в узлах значений энергии
.
Примечание. Для энергий <40 МэВ в скобках приведены значения сечений для нейтронов.
Таблица 1
Микроскопические сечения неупругого ядерного взаимодействия нуклонов , барн
| Элемент | |||||||
12,01 | 16,00 | 26,98 | 28,09 | 55,85 | 63,55 | 118,7 | 207,2 | |
20 | 0,425 | 0,507 | 0,695 | 0,682 | 1,02 | 1,20 | 1,56 | 1,83 |
25 | 0,439 | 0,521 | 0,709 | 0,711 | 1,04 | 1,21 | 1,60 | 2,12 |
30 | 0,433 | 0,511 | 0,696 | 0,706 | 1,03 | 1,18 | 1,58 | 2,14 |
35 | 0,416 | 0,491 | 0,671 | 0,686 (0,695) | 0,999 (1,01) | 1,13 (1,15) | 1,54 (1,56) | 2,11 (2,13) |
40 | 0,398 | 0,469 | 0,645 | 0,663 | 0,969 | 1,09 | 1,50 | 2,08 |
45 | 0,375 | 0,443 | 0,613 | 0,632 | 0,931 | 1,04 | 1,45 | 2,03 |
50 | 0,353 | 0,418 | 0,582 | 0,602 | 0,896 | 0,993 | 1,41 | 1,99 |
60 | 0,305 | 0,365 | 0,520 | 0,540 | 0,825 | 0,905 | 1,32 | 1,91 |
70 | 0,246 | 0,300 | 0,440 | 0,460 | 0,733 | 0,800 | 1,21 | 1,80 |
80 | 0,245 | 0,300 | 0,441 | 0,459 | 0,735 | 0,803 | 1,22 | 1,80 |
90 | 0,242 | 0,296 | 0,439 | 0,454 | 0,733 | 0,800 | 1,22 | 1,80 |
100 | 0,238 | 0,292 | 0,434 | 0,448 | 0,728 | 0,795 | 1,21 | 1,80 |
125 | 0,228 | 0,281 | 0,422 | 0,434 | 0,714 | 0,780 | 1,20 | 1,78 |
150 | 0,221 | 0,273 | 0,412 | 0,424 | 0,702 | 0,768 | 1,19 | 1,77 |
175 | 0,217 | 0,268 | 0,406 | 0,417 | 0,694 | 0,759 | 1,18 | 1,76 |
200 | 0,214 | 0,266 | 0,402 | 0,413 | 0,690 | 0,755 | 1,17 | 1,76 |
250 | 0,212 | 0,264 | 0,399 | 0,411 | 0,687 | 0,751 | 1,17 | 1,75 |
300 | 0,212 | 0,263 | 0,398 | 0,410 | 0,685 | 0,750 | 1,17 | 1,75 |
350 | 0,212 | 0,263 | 0,399 | 0,410 | 0,686 | 0,751 | 1,17 | 1,75 |
400 | 0,215 | 0,267 | 0,403 | 0,415 | 0,692 | 0,757 | 1,18 | 1,76 |
500 | 0,225 | 0,278 | 0,419 | 0,430 | 0,712 | 0,779 | 1,20 | 1,79 |
600 | 0,237 | 0,292 | 0,436 | 0,447 | 0,734 | 0,803 | 1,23 | 1,82 |
700 | 0,248 | 0,305 | 0,453 | 0,463 | 0,755 | 0,825 | 1,25 | 1,84 |
800 | 0,261 | 0,319 | 0,472 | 0,481 | 0,778 | 0,850 | 1,28 | 1,87 |
900 | 0,261 | 0,319 | 0,471 | 0,481 | 0,777 | 0,849 | 1,28 | 1,87 |
1000 | 0,262 | 0,320 | 0,473 | 0,482 | 0,779 | 0,851 | 1,28 | 1,87 |
1.3. Значения микроскопических сечений для энергий нуклона
, отличных от узловых значений
, вычисляют путем квадратичной интерполяции по энергии значений
, приведенных в табл.1.
1.4. Значения микроскопических сечений для элементов, не представленных в табл.1, вычисляют путем степенной интерполяции по атомной массе элемента
, значений, приведенных в табл.1.
2.1. Двойные дифференциальные по энергии и углу вылета
распределения вторичных нуклонов
представляют в виде суммы распределений каскадных и испарительных нуклонов:
, (3)
где - энергия нуклона, испытавшего неупругое ядерное взаимодействие, МэВ;
- энергия вторичных нуклонов, МэВ;
- угол вылета вторичных нуклонов, отсчитываемый от направления движения первичного нуклона.
2.2. Распределение каскадных нуклонов одинаково по форме для нейтронов и протонов:
, (4)