伴隨著航天技術(shù)的飛速發(fā)展,有關(guān)空間輻射防護(hù)問題引發(fā)越來越多的關(guān)注。其中,空間高能電子輻射防護(hù)的研究,對(duì)航天器、空間站的運(yùn)行以及宇航員安全顯得尤為重要。嚴(yán)峻的空間高能電子環(huán)境,不僅對(duì)航天器設(shè)備造成輻照損傷,導(dǎo)致故障發(fā)生,而且透射粒子在宇航員體內(nèi)的能量沉積,也可能誘導(dǎo)各種放射性疾病。考慮到目前傳統(tǒng)屏蔽方式質(zhì)量厚度大、軔致輻射生成次級(jí)X射線多,以及主動(dòng)屏蔽方式磁感應(yīng)強(qiáng)度要求高、工程難度大的現(xiàn)狀。本文基于電子束返回效應(yīng),研發(fā)了一類磁場(chǎng)條件下多界面的空間高能電子屏蔽結(jié)構(gòu)。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)結(jié)合主動(dòng)與被動(dòng)屏蔽方法,設(shè)計(jì)并研究了一種磁場(chǎng)條件下的多層屏蔽結(jié)構(gòu)。在20 MeV單能電子以及連續(xù)高能電子能譜輻射條件下,對(duì)比了磁場(chǎng)下多層結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)屏蔽結(jié)構(gòu)的透射粒子計(jì)數(shù)及能譜。結(jié)果表明,在兩種輻射環(huán)境下,新的屏蔽方式均具有優(yōu)越的高能電子屏蔽性能,并且產(chǎn)生更少的次級(jí)X射線。此外,通過建立人體模型,研究了磁感應(yīng)強(qiáng)度、屏蔽體鋁層數(shù)及厚度對(duì)高能電子屏蔽性能的影響,發(fā)現(xiàn)該種結(jié)構(gòu)的屏蔽性能隨磁感應(yīng)強(qiáng)度增加而增加;較薄的鋁屏蔽層具有更好的高能電子屏蔽性能。(2)航天器運(yùn)行過程中,其表面可能遭受空間碎片、天然流星體的撞擊...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 空間高能電子輻射防護(hù)研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 被動(dòng)屏蔽方式
        1.2.2 主動(dòng)屏蔽方式
    1.3 高能電子屏蔽體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思想
        1.3.1 地球磁場(chǎng)
        1.3.2 電子束返回效應(yīng)
        1.3.3 多界面結(jié)構(gòu)的提出
    1.4 本文的研究?jī)?nèi)容與主要工作
第二章 電子與物質(zhì)相互作用及其計(jì)算、模擬方法
    2.1 電子與物質(zhì)相互作用
        2.1.1 電離和激發(fā)
        2.1.2 散射
        2.1.3 電磁輻射
        2.1.4 正電子-電子湮沒
    2.2 電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
    2.3 蒙特卡羅方法Geant4
        2.3.1 Geant4方法介紹
        2.3.2 模塊單元分類
        2.3.3 物理過程
        2.3.4 粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
        2.3.5 并行計(jì)算
    2.4 本章小結(jié)
第三章 磁場(chǎng)條件下多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及屏蔽性能研究
    3.1 引言
    3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與條件設(shè)置
        3.2.1 鋁/真空/鋁多層結(jié)構(gòu)
        3.2.2 材料選擇
        3.2.3 磁場(chǎng)設(shè)置
        3.2.4 影響因數(shù)設(shè)置
    3.3 屏蔽性能評(píng)估方法
        3.3.1 透射粒子統(tǒng)計(jì)
        3.3.2 體素模型劑量評(píng)估
    3.4 20MeV單能電子屏蔽結(jié)果與分析
        3.4.1 傳統(tǒng)屏蔽方式對(duì)比
        3.4.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度影響
        3.4.3 層數(shù)影響
    3.5 連續(xù)的高能電子屏蔽結(jié)果與分析
        3.5.1 對(duì)比傳統(tǒng)屏蔽方式
        3.5.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度影響
        3.5.3 鋁層數(shù)影響
    3.6 本章小結(jié)
第四章 磁場(chǎng)條件下蜂窩與泡沫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及屏蔽性能研究
    4.1 引言
    4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與條件設(shè)置
        4.2.1 蜂窩、泡沫結(jié)構(gòu)
        4.2.2 材料選擇
        4.2.3 磁場(chǎng)設(shè)置
        4.2.4 影響因素設(shè)置
    4.3 屏蔽性能評(píng)估方法
        4.3.1 透射粒子統(tǒng)計(jì)
        4.3.2 體模劑量評(píng)估
    4.4 20MeV單能電子屏蔽結(jié)果與分析
        4.4.1 傳統(tǒng)屏蔽方式對(duì)比
        4.4.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度影響
        4.4.3 空心立方體尺寸的影響
    4.5 連續(xù)的高能電子屏蔽結(jié)果與分析
        4.5.1 傳統(tǒng)屏蔽方式對(duì)比
        4.5.2 磁感應(yīng)強(qiáng)度影響
        4.5.3 空心立方體尺寸的影響
    4.6 蜂窩結(jié)構(gòu)、泡沫結(jié)構(gòu)與多層結(jié)構(gòu)屏蔽性能的對(duì)比
    4.7 本章小結(jié)
第五章 蜂窩、泡沫結(jié)構(gòu)Workbench壓縮性能研究
    5.1 引言
    5.2 Workbench軟件介紹
    5.3 模擬前處理設(shè)置
        5.3.1 模型建立
        5.3.2 材料設(shè)置
        5.3.3 網(wǎng)格劃分
        5.3.4 條件設(shè)定
    5.4 壓縮性能結(jié)果與分析
        5.4.1 空心立方體不同尺寸的蜂窩結(jié)構(gòu)壓縮性能模擬
        5.4.2 空心立方體不同尺寸的泡沫結(jié)構(gòu)壓縮性能模擬
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3810102