РД 50-25645.208-86

Группа Ф40

    
    
РУКОВОДЯЩИЙ НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Безопасность радиационная экипажа космического аппарата в космическом полете
Методика расчета поглощенной и эквивалентной доз
от протонов космических лучей за защитой

    
    
ОКСТУ 6968

Дата введения 1987-07-01

    
    
    ИСПОЛНИТЕЛИ
    
    Ю.А.Винтенко, канд. техн. наук; В.А.Гончарова; А.И.Григорьев, д-р мед. наук; Е.Е.Ковалев, д-р техн. наук; Г.В.Красильников; В.Г.Кузнецов; В.С.Литвиненко, канд. техн. наук; В.А.Панин; И.Я.Ремизов, канд. техн. наук; В.А.Сакович, канд. техн. наук; В.М.Сахаров, канд. техн. наук; М.А.Сычков, канд. техн. наук; В.Б.Хвостов, канд. физ.-мат. наук
    
    УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 января 1986 г. N 180
    
    ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ
    
    
    Настоящие методические указания устанавливают методику расчета поглощенной и эквивалентной доз от протонов космических лучей (КЛ) с энергией от 30 до 1000 МэВ за защитой космического аппарата (КА), средняя толщина которой в массовых единицах длины составляет 1-15 г/см, в произвольной точке тканеэквивалентного фантома.
    
    Термины, применяемые в настоящих методических указаниях, и их пояснения приведены в справочном приложении.
    
    

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

    
    1.1. Методика основана на предположении прямолинейного распространения и непрерывного торможения протонов в веществе.
    
    1.2. При изотропном падении протонов, имеющих спектр , на объект из однородного вещества дозу в произвольной точке фантома с координатой , находящейся внутри объекта, вычисляют по формуле
    

,                                                      (1)

    
где - флюенс падающих протонов;

    
     - удельная доза на глубине от протонов, имеющих спектр , рассчитываемая по формулам разд.2;
    
     - функция экранированности, представляющая собой плотность вероятности для луча, испущенного из точки в случайном направлении , встретить на своем пути количество вещества .
    
    1.3. Для учета различия в защитных свойствах тканеэквивалентного вещества и веществ, входящих в состав защиты, для каждого из таких веществ вводится коэффициент эквивалентности , который вычисляют по формуле
    

,                                                                                 (2)

    
где и - ионизационные потери протонов в данном веществе защиты и в тканеэквивалентном веществе при энергии 50 МэВ.
    
    1.4. Дозу в произвольной точке фантома , расположенного внутри КА, вычисляют по формуле (1), используя функцию экранированности , рассчитываемую по ГОСТ 25645.204-83 с заменой для каждой зоны защиты величины плотности на величину .     

    Примечание. Если отсутствуют данные, позволяющие задать фантом и КА как единый объект, но известны по отдельности функция самоэкранированности для фантома и функция экранированности защитой для КА, то для случайного положения фантома внутри КА функцию экранированности рассчитывают по формуле
    

,                                       (3)

    
где

    
, а

     - вычисляют по формуле (2) для алюминия.

    
    
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ ПОГЛОЩЕННОЙ И ЭКВИВАЛЕНТНОЙ
ДОЗ НА ГЛУБИНЕ ТКАНЕЭКВИВАЛЕНТНОГО ВЕЩЕСТВА

    
    2.1. Удельную дозу за слоем тканеэквивалентного вещества толщиной при нормальном падении протонов, имеющих спектр , вычисляют по формуле
    

,                                                                    (4)

    
где - удельная доза от первичных протонов;

    
     - удельная доза, создаваемая продуктами ядерных взаимодействий протонов с веществом.
    
    2.2. Удельную дозу от первичных протонов вычисляют по формуле
    

,                                                  (5)

    
где - энергия на глубине в тканеэквивалентном веществе;

    
     - энергия на поверхности слоя, определяемая из энергии на глубине и соотношения "пробег-энергия":
    

,

    
     и - ионизационные пробеги протонов в тканеэквивалентном веществе с энергией и ;
    
     - плотность пространственно-энергетического распределения по флюенсу на глубине в тканеэквивалентном веществе,
    

,

    
     - плотность пространственно-энергетического распределения по флюенсу на поверхности слоя, нормированная на единичный флюенс,
    

;

    
     и - ионизационные потери в тканеэквивалентном веществе при энергиях и ;
    
     - для поглощенной дозы;
    
     - для эквивалентной дозы;
    
     - коэффициент качества ионизирующего излучения;
    

1 МэВ, 1000 МэВ.

    
    2.3. Удельную дозу от продуктов ядерных взаимодействий протонов с веществом защиты и фантома вычисляют по формуле
    

,                                                 (6)

    
где - для поглощенной дозы;

    
     - для эквивалентной дозы.
    
    

3. АЛГОРИТМ РАСЧЕТА ДОЗЫ В ФАНТОМЕ ЗА ЗАЩИТОЙ

    
    3.1. В качестве исходных данных для расчета поглощенной и эквивалентной доз от протонов КЛ берут:
    
    флюенсы и энергетические спектры протонов КЛ, заданные в соответствии с ГОСТ 25645.122-85 и ГОСТ 25645.134-86*;
_______________
    * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 25645.165-2001. - Примечание изготовителя базы данных.

    
    ионизационные потери и ионизационные пробеги протонов, определяемые по РД 50-25645.206-84;
    
    зависимость коэффициента качества ионизирующего излучения от полной линейной передачи энергии - , определяемую по ГОСТ 8.496-83. В настоящих методических указаниях принимают ;
    
    функции экранированности , определяемые по ГОСТ 25645.204-83.
    
    3.2. Задают расчетную сетку

в диапазоне .
    
    3.3. Вычисляют функцию экранированности в соответствии с пп.1.3, 1.4 в виде постоянной на отрезке функции , где .
    
    Ширину интервала принимают равной 1 г/см.
    
    3.4. Задают плотность пространственно-энергетического распределения протонов КЛ на поверхности объекта -     
    

    
    3.5. Вычисляют значения функции в точках путем численного интегрирования выражений (5) и (6) разд.2.
    
    3.6. Вычисляют значения доз в точке по формуле (1), заменяя интегрирование суммированием по
    

.                                                (7)

    
    
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

    
Термины, применяемые в настоящих методических указаниях,
и их пояснения