衛(wèi)星抗輻射屏蔽的計算機模擬和實驗驗證.pdf

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

2、的大量模擬計算和在實驗室中完成的一些實驗.本文用計算機模擬的方法對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屏蔽幾個MeV能量電子的輻射,總結了一些屏蔽電子輻射的規(guī)律.本文還利用β射線標準源進行了一些輻照實驗,驗證了這些屏蔽材料和屏蔽方式的屏蔽效率.計算機模擬和實驗的結果在15﹪的誤差范圍內,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引起屏

3、蔽效率幾倍的差別.通過計算機模擬還發(fā)現(xiàn):在屏蔽材料的總質量厚度一定的前提下,要取得最佳的屏蔽效果,對不同的入射能量其重材料所占的比率也不相同,本文通過大量計算和數(shù)據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)星的單機機殼上加涂層的屏蔽方式進行屏蔽.用計算機模擬了衛(wèi)星的球殼模型,發(fā)現(xiàn)采用了這種方式后的模型,與質量相同單機機殼是Al的模型相比,在模型中央的硅球內累積的輻射劑量降低