Тяжелые ядра в космосе –
Download
1 / 48

Тяжелые ядра в космосе – - PowerPoint PPT Presentation


  • 160 Views
  • Uploaded on

Тяжелые ядра в космосе – источник радиационной опасности вблизи  Земли и в межпланетном пространстве. Heavy Nuclei in Space – the Source of Danger in the Vicinity of the Earth and in the Interplanetary Space. Mikhail Panasyuk Moscow State University.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Тяжелые ядра в космосе – ' - jaunie


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Тяжелые ядра в космосе –

источник радиационной опасностивблизи  Земли и в межпланетном пространстве

Heavy Nuclei in Space –

the Source of Danger

in the Vicinity of the Earth and in the Interplanetary Space

Mikhail Panasyuk

Moscow State University

Space Weather Effects on Humans:in Space and on Earth

International Conference

Space Research InstituteMoscow, RussiaJune 4-8, 2012


The first “visualization” of HZE

GCR (Fe)

Apollo –11

N. Armstrong

B. Aldrin

M. Collins


HZE particles effects

Absorbed dose 0,5 Zv

Nuclei

Electrons


Одиночные сбои и поток ГКЛ

HZE particles impact on microchips

SEE

## SEE

Minimum of SA

Maximum of SA

Single Events Effects

Years



The Earth’s Radiation Belts

~7Rз

Внешний пояс

-р до ~ МэВ

- е до нескольких МэВ

Внутренний пояс

-р до сотен МэВ

- е до нескольких МэВ


Потоки электронов и протонов различных энергий в плоскости геомагнитного экватора. R - расстояние от центра Земли, выраженное в радиусах Земли. Стабильный пояс электронов с Ee > 20 МэВ выделен жирной линией


Energy spectra of cosmic radiation

Solar wind (H) различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

Energy spectra of cosmic radiation

10

Radiation belts

0

Solar

energetic

particles

lg I

Galactic and extragalactic

cosmic rays (H)

-10

1keV/n

1 MeVn

1 GeVn

1 TeVn

lg E (eV/nucl)

3

6

9

12


Low altitudes leo
Низкие высоты различных энергий в плоскости геомагнитного экватора. Low altitudes (LEO)


Радиационное окружение Земли различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

400 km

ISS


South atlantic anomaly
South Atlantic Anomaly различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

h=500km, 1970, B model JSFC12/66(1970)

Частицы

AE8max

Магнитное поле

h = 400 km


SEE in the SAA различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

Широта, град

ЮАА

Долгота, град


протоны различных энергий в плоскости геомагнитного экватора. ,

>40 MэВ

W


Solar cycle dependence
Solar cycle dependence. различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

Proton

flux

Atmospheric density

year


Secular variations of geomagnetic field model igrf

SAA: magnetic field secular variations различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

Secular Variations of Geomagnetic Field (Model IGRF)

1980

1950

2010

  • Magnetic field become weaker ( at h = const)

  • SAA moving to the west


neutrons различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

Shielding

CR track

p

α

Mg

~ 25 µ

~ 5 µ

Sensitive region

Interection region

Semiconductor chip


Neutron Environment различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

Solar neutrons

GCR protons

Local

neutrons

Albedo

neutrons


Secondary protons&neutrons различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.


Local neutrons generation vs S/C mass различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

МИР


Neutron dose equivalent sv h
Neutron dose equivalent(μSv/h) различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

Neutron dose equivalent rate was estimated using the

energy spectrum with the ICRP-74 coefficient .

Neutron dose equivalent (Goka et al)

(From March 23 to July 7, All orbit)


Altitude dependence of SEE различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

1250-1350 км

650-750 км

2450-2550 км

Спутник APEX, эллиптическая орбита


SEP различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.


Solar wind (H) различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

1010

Solar Energetic Particles

Поток частиц, отн.ед

100

Solar cosmic rays

Galactic cosmic rays

10-10

1кэВ/нукл

1 МэВ/нукл

1 ГэВ/ нукл

1 ТэВ/ нукл

lgE

(эВ/нукл)

3

6

9

12


See during sep s events and modeling of see
SEE during SEP’s events and modeling of SEE различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.


SEE at LEO различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.


How many HZE particles in SEP events? различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.


Hze abundance in sep
HZE abundance in SEP различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

Nymmik, 2012,private communication


Hze abundance in sep1
HZE abundance in SEP различных энергий в плоскости геомагнитного экватора.

Nymmik, 2012,private communication

Abundance of HZE particles

on the tail of SEP’s events is unerestimated?


«Нейтронный отклик» солнечных вспышек

“Neutron’s response” of solar flares


Neutron dose equivalent sv h1
Neutron dose equivalent(μSv/h) вспышек

We have investigated the neutron dose equivalent inside

the ISS on the influence of solar flare.

Neutron dose equivalent

(For 24 hours from 12(UT) on April 15)

Animation\animation.htm



Gcr modulation
GCR modulation вспышек

?


Instead of conclusions
Instead of conclusions вспышек

PROBLEMS

(just a sketch)


Problems
PROBLEMS вспышек

1. Limitation of knowledge to estimate the real risk


Роль фрагментов ядерных реакций вспышекp +Si

  • Продукты ядерного взаимодействия протонов КИ с материалом бортовой электроники генерируют с электронно-дырочные пары и дефекты, приводящие к сбою электроники


See vs lte
## SEE vs LTE вспышек


However
However… вспышек

Результаты испытаний HXRHPPC на ТЗЧ

Lintz et al, “ Single Event Effects Hardening andCharacterization of Honeywell’s RHPPC ProcessorIntegrated Circuit”


Rat’s expedition to Mars вспышек

Rat’s behavior is changing after 3 month’s

of HZE exposure !


Expedition to Mars вспышек

Do we need one way ticket?


Problems1
PROBLEMS вспышек

2. Limitation of on ground facilities for modeling of space environment



How to minimize risk from hze
How to minimize risk from HZE? вспышек

Electronics

Onground space qualification tests (certification) with using of accelerator’s facilities – just a black hole for funds

What to do ?

- To combine design/manufacturing process with radiation testing

- To imply special soft/scheme/construction

decisions to minimize SEE

- Planning of missions


Planning of missions вспышек

Одиночные сбои в ЮАА

Spacecraft is a robot, but with elements a manual management by people

Широта, град

ЮАА

Долгота, град


How to minimize risk from hze1
How to minimize risk from HZE? вспышек

Humans

- To combine design/manufacturing process with radiation testing

- To imply special soft/scheme/construction

decisions to minimize SEE

- Planning of missions, new estimation of risks


How to minimize risk from hze2
How to minimize risk from HZE? вспышек

Humans

Planning of missions

Probably, we are on a way of developing temporal limitation for long-duration space missions on concept of new risk’s estimation

Time – the only real shield against HZE particles for human’s body in space


Thank you вспышек


ad