衛(wèi)星抗輻射屏蔽的計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.pdf

1、空間輻射環(huán)境下航天器電子學(xué)系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題是制約航天事業(yè)快速發(fā)展的一個(gè)瓶頸,探討空間衛(wèi)星的抗輻射屏蔽和加固問(wèn)題,尋找更為有效的抗輻射屏蔽的方法,提供給設(shè)計(jì)者一些建設(shè)性的參考數(shù)據(jù)是很有意義的工作.本文首先簡(jiǎn)述了外輻射環(huán)境并回顧了衛(wèi)星抗輻射加固的一些方法和技術(shù),然后概述了電子和物質(zhì)基本相互作用的一些概念作為本文的理論基礎(chǔ),再介紹了計(jì)算機(jī)模擬用的兩個(gè)Monte-Carlo程序EBDD和Layer.本文的主要部分和主要結(jié)論是來(lái)自于在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行

2、的大量模擬計(jì)算和在實(shí)驗(yàn)室中完成的一些實(shí)驗(yàn).本文用計(jì)算機(jī)模擬的方法對(duì)比了幾種抗電子輻射的屏蔽材料,找出了較為有效的屏蔽方式來(lái)屏蔽幾個(gè)MeV能量電子的輻射,總結(jié)了一些屏蔽電子輻射的規(guī)律.本文還利用β射線標(biāo)準(zhǔn)源進(jìn)行了一些輻照實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了這些屏蔽材料和屏蔽方式的屏蔽效率.計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果在15﹪的誤差范圍內(nèi),一致表明:輕重材料搭配的屏蔽方式可以取得比單純用Al更好的屏蔽效果,能使入射能量衰減到1/200以下,但是材料安排次序的不同會(huì)引起屏

3、蔽效率幾倍的差別.通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬還發(fā)現(xiàn):在屏蔽材料的總質(zhì)量厚度一定的前提下,要取得最佳的屏蔽效果,對(duì)不同的入射能量其重材料所占的比率也不相同,本文通過(guò)大量計(jì)算和數(shù)據(jù)的擬合得出了在不同入射能量下,材料的比率和屏蔽效率之間的函數(shù)關(guān)系.在地球同步軌道的輻射環(huán)境下,我們采用在衛(wèi)星的單機(jī)機(jī)殼上加涂層的屏蔽方式進(jìn)行屏蔽.用計(jì)算機(jī)模擬了衛(wèi)星的球殼模型,發(fā)現(xiàn)采用了這種方式后的模型,與質(zhì)量相同單機(jī)機(jī)殼是Al的模型相比,在模型中央的硅球內(nèi)累積的輻射劑量降低