IV. Радиационная безопасность



Скачать 32.83 Kb.
Дата04.05.2013
Размер32.83 Kb.
ТипДокументы
IV. Радиационная безопасность.
Опыт эксплуатации солнечных батарей на спутниках показал, что существующие в околоземном космическом пространстве потоки корпускулярной радиации оказывают сильное разрушающее воздействие на фотоэлементы. Корпускулярная радиация состоит из космических лучей,имеющих галактическое происхождение космических лучей, посылаемых Солнцем, частиц, захваченных магнитным полем Земли и электронов, созданных искусственными ядерными взрывами на большой высоте.

Галактические лучи, состоящие в основном из протонов, а также легких ядер, имеют низкую интенсивность и поэтому не опасны для солнечных батарей.

Солнечные космические лучи появляются в результате больших вспышек на Солнце и наблюдаются в течение относительно короткого времени от нескольких часов до суток. Преобладающей компонентой в солнечных космических лучах являются протоны (97%),ядра гелия (3%) и очень небольшое количество ядер других элементов. В некоторых вспышках были зарегистрированы электроны с энергией порядка сотен миллионов электронвольт (МэВ).

Радиационные пояса Земли представляют наибольшую опасность для солнечных батарей, так как их корпускулярная радиация действует непрерывно. Пояса образованны заряженными частицами, которые оказались захваченными магнитным полем Земли. На рисунке изображены силовые линии Земного магнитного поля, которые приближенно совпадают с силовыми линиями магнитного диполя, несколько смещенного относительно центра Земли.



Рис. 1. Силовые линии магнитного поля Земли.

Теория показывает, что заряженные частицы совершают спиралевидное движение вдоль силовых линий. Радиус спирали зависит от массы частицы, её заряда и скорости. Для электронов с энергией 1 МэВ он оказывается порядка 100 м, а для протонов с энергией 10 МэВ - порядка 10км. Один виток спирали электрон совершает на 10 в минус 6 сек, тогда как протон затрачивает на это 10 в минус 3 сек. При удалении от геомагнитного экватора шаг спирали уменьшается и, наконец, в некоторой точке, называемой точкой отражения, частица отражается и продолжает свое спиралевидное движение по направлению к экватору. Колебания между двумя точками отражения, лежащими в северном и южном полушариях, электрон с энергией 1 МэВ совершает примерно за 0.1 сек, а протон с энергией 10 МэВ - за 1 сек. Помимо этих двух движений существует ещё и долготный дрейф, который можно рассматривать как вращение электронных спиралей вокруг Земли на восток, а протонных тел на запад. Для электронов характерное время дрейфа около часа, а для протонов на порядок меньше. Если рисунок 1 начать вращать вокруг оси диполя, то каждая из показанных на нем силовых линий образует поверхность вращения, положения которой L можно задать, указав её расстояние на экваторе от центра диполя, выраженное в радиусах Земли. Эти поверхности принято называть оболочками.


Рассмотрим некоторые данные по протонной компоненте радиации. Радиационные пояса Земли содержат протоны с энергиями от нескольких тысяч электрон вольт (кэВ) до 1000 МэВ. Наибольшая плотность потока протонов высоких энергий (ε > 30 МэВ) наблюдается в области L ≈1.15 ÷ 2.5, которая названа внутренним радиационным поясом. Нижняя граница этого пояса проходит на высоте 1300 км над Индокитаем, спускаясь до 400 км в районе Бразильской аномалии. Внутренний пояс ограничен силовыми линиями, находящими на Земли на широте (плюс минус)35+45 градусов по Цельсию. Максимальная интенсивность протонов высоких энергий приходиться на L примерно 1.45 и достигает




Рис. 2. Плотности потоков электронов и протонов в поясах радиации Земли.
величины 2*10в 4 степени протон на см в квадрате* на сек. Протонные потоки, захваченные геомагнитным полем, не являются абсолютно стабильными. Они подвержены временным вариациям, которые могут быть разбиты на два класса: кратковременные, вызванные магнитными бурями, и длительные, связанные с 11 летним циклом солнечной активности. Вариации первого типа длятся не более 6-7 часов. Величина возмущений растет с увеличением L. Вариации второго типа происходят из-за изменения температуры и плотности верхних слоев атмосферы в зависимости от степени солнечной активности. В годы спокойного Солнца земная атмосфера остывает и сжимается, вследствие чего уменьшается уход частиц в атмосферу. Расчеты показывают, что на высотах L=1.15 ÷ 2.5 величина протонов больших энергий может увеличиваться на порядок.

Длительное облучение кремневых фотоэлементов потоками электронов или протонов достаточно высокой энергии приводит к ухудшению их вольтамперных характеристик. С внешней стороны это проявляется в значительном уменьшении тока которого замыкания и меньшим по величине снижении напряжения холостого хода.

Действие космической радиации ограничивает срок службы солнечных батарей, а следовательно, и всего космического аппарата. Поэтому очень важно уметь определять изменение мощности солнечной батареи и зависимости от времени пребывания на орбите.

Похожие:

IV. Радиационная безопасность icon2 Ионизирующее излучение, радиационная безопасность
...
IV. Радиационная безопасность iconВопросы к экзамену по общей и медицинской радиобиологии для отделений биофизики и биохимии 2011\2012 уч г. Предмет радиобиологии Этапы развития. Краткая хронология событий в радиобиологии. Радиационная биофизика и радиационная биохимия
Предмет радиобиологии Этапы развития. Краткая хронология событий в радиобиологии. Радиационная биофизика и радиационная биохимия....
IV. Радиационная безопасность iconГосударственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы 6 ионизирующее излучение, радиационная безопасность
Соблюдение санитарных правил является обязательным для граждан, индивидуальных предпринимателей и юридических лиц (статья 39)
IV. Радиационная безопасность iconСанитарные правила 6 Ионизирующее излучение, радиационная безопасность
Разработаны крисюком Э. М., Стаматом И. П., Барковским А. Н. (федеральный радиологический центр при спб ниирг); Ивановым С. И., Перминовой...
IV. Радиационная безопасность iconКонтрольная работа по дисциплине: Защита населения и хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях. Радиационная безопасность
Признаки классификации атомных реакторов. Устройство атомного реактора типа рмбк и принцип его работы
IV. Радиационная безопасность iconЯдерная энергетика
Ядерная энергетика и радиационная безопасность в промышленности и на транспорте. М.: [б и.], 2002. 26 с.: ил. 150 экз. 7 р
IV. Радиационная безопасность icon01-09. Радиационная обстановка
Предварительный анализ поступивших радиационно-гигиенических паспортов организаций показал, что радиационная обстановка на территории...
IV. Радиационная безопасность iconПравила обеспечения радиационной безопасности душанбе 2008 нормативные документы 6 ионизирующее излучение, радиационная безопасность правила обеспечения
Охватывает все основные виды воздействия ионизирующего излучения на человека, перечисленные в п. 3 Нрб-06
IV. Радиационная безопасность iconИонизирующее излучение, радиационная безопасность. Радиационный контроль металлолома
СанПиН 6 993-00, Методических указаний 6 1087-02 «Радиационный контроль металлолома» в целях выявления в металлоломе локальных источников...
IV. Радиационная безопасность iconИ радиационной аварии методические рекомендации
Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Контроль доз облучения населения, проживающего в зоне наблюдения радиационного...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org