Динамическая модель радиационной обстановки для оперативного обеспечения радиационной безопасности космонавтов в космическом полете

• Автор: Митрикас, Виктор Георгиевич
• Шифр специальности: 05.26.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ сгр.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЕ АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ

1.1. Факторы, определяющие радиационную безопасность

1.2. Методы расчета поглощенных доз от космических излучений

1.3. Модели радиационной обстановки.

1.4. Постановка задачи исследований

Глава 2. БАЗОВЫЕ АЛГОРИТМЫ ПАКЕТА ПРОГРАММНОМЕТОДИЧЕСКО О ОСНА1 ЦЕНИМ СРБ.

2.1. Расчет орбиты.

2.2. Расчет Ь, В координат.

2.3. Модель защищенности обитаемых отсеков базового блока станции МИР

2.4. Поглощенные дозы от протонов СПС.
Глава 3. МОДЕЛИ РАДИАЦИОНОЙ ОБСТАНОВКИ НА ОРБИТЕ СТАНЦИИ МИР
3.1. Статистическая модель радиационных поясов Земли.
3.2. Проверка модели Р3 для протонов.
3.3. Проверка модели ГКЛ.
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА СТАНЦИИ МИР
4.1. База данных по динамике радиационной обстановки на станции МИР.
4.2. Статистический анализ динамики мощности поглощенной дозы
4.3. Модернизация модели прогонов РПЗ
4.4. Расчет радиационной обстановки на станции МИР
4.5. Оценка учета влияния плотности атмосферы на динамику поглощенной дозы.
4.6. Использование разработанных моделей протонов РПЗ для оценки
радиационной обстановки на орбитальных пилотируемых кораблях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выводы
Список использованных источников


Проверка усовершенствованной модели осуществлена путем сравнения результатов расчета с данными эксперимента по определению динамики поглощенной дозы на коротких интервалах времени в период второго советско-болгарского космического полета в июне г. Южно-Атлантической аномалии. В расчете использованы функции экранированности дозиметрического прибора, вычисленные на основе результатов предыдущей главы. РПЗ приводит к вполне удовлетворительному согласию как но динамике мощности поглощенной дозы, так и по значениям поглощенных доз за отдельный виток. Только в одном случае, при расположении дозиметрического прибора в салоне большого диаметра, результаты расчета дозы за виток меньше экспериментальных данных на ,5%. В заключительной части главы результаты расчетов динамики мощности поглощенной дозы от электронов РПЗ и частиц ГКЛ сравниваются с результатом того же эксперимента, но вне зоны Южно-Атлантической аномалии. При удовлетворительном согласии результатов расчета с экспериментальными данными обсуждаются возможные причины расхождений. В целом, полученные в этой главе результаты дают основания использовать уточненную модель радиационных поясов Земли в качестве основы при оперативном обеспечении радиационной безопасности космических полетов. Четвертая глава начинается с описания базы данных, на основе которой выполнена разработка динамической модели поглощенных доз от прогонов радиационных поясов Земли. Там же представлены результаты анализа статистических связей мощности поглощенной дозы с космофизическими параметрами и характеристиками орбиты. Определены статистические связи мощности поглощенной дозы на станции «МИР» с различными характеристиками полета. Показано, что динамика мощности поглощенной дозы в период -го цикла СА находилась, практически, в противофазе солнечной активности, выраженной в числах Вольфа. Наиболее высокая положительная корреляция мощности поглощенной дозы (~ 0,) наблюдалась с потоками протонов ГКЛ и с обратной плотностью атмосферы, наиболее высокая отрицательная корреляция (~ -0,) наблюдалась с потоком радиоизлучения Солнца и числами Вольфа. СПС. Благодаря статистическому анализу среднемесячных данных по динамике радиационной обстановки на станции «МИР» удалось подойти к построению динамической модели протонов РПЗ. Обнаружены квазипериоди-ческие вариации мощности поглощенной дозы с периодами около 2-х лет, - месяцев и около одного года, которые стали основой динамической модели протонов РПЗ. В заключительной части главы приводятся результаты расчетов поглощенных доз с использованием разработанной динамической модели прогонов РПЗ. Показано, что в рассмотренном периоде эксплуатации станции «МИР» (II. VIII. Гр/сутки, дисперсия разности мкГ'р/сутки сопоставима с погрешностью измерений штатного радиометра в ±%. Для усредненных по месяцам среднесуточных мощностей поглощенных доз разность между результатами расчета и экспериментом составляет мкГр/сутки, дисперсия соответственно мкГ'р/сут-ки. В главе также представлены значения эквивалентных плоскому слою толщин защиты для различных обитаемых отсеков базового блока станции «МИР». Показано, что степень защищенности кают низкая и это приводит к установлению ограничений на время нахождения космонавтов в каютах в периоды прохождения станцией зон повышенной радиационной опасности. На основании изучения зависимости среднесуточной мощности поглощенной дозы от аргумента перигея сформулированы рекомендации в адрес управления полетами по желательности установления аргумента перигея в области углов близких к 0° , что позволяет снизить дозу от протонов РПЗ не менее, чем на %. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РАДИАЦИ1НУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ. В Институте медико-биологических проблем сектор радиационной безопасности много лет возглавлял д. Е.Е. Ковалев, удостоенный за организацию Службы радиационной безопасности космических полетов Государственной премии. Но его воспоминаниям, при организации института основоположник советской космонавтики С. П. Королев назват проблем}' обеспечения радиационной безопасности пилотируемых космических полетов проблемой №3. Хотя к настоящему времени накоплен значительный опыт в решении этой проблемы, многие аспекты остаются нерешенными. КА и соответственно оценкой радиационного воздействия, т. КА.