Безопасность радиационная экипажа космического аппарата в космическом полете. Характеристики ядерных взаимодействий многозарядных ионов

ГОСТ 25645.212-85

Группа Ф40

ОКСТУ 6968

Дата введения 1987-01-01

ИСПОЛНИТЕЛИ

А.И.Вихров, канд. физ.-мат. наук, А.И.Григорьев, д-р мед. наук, В.Е.Дудкин, канд. физ.-мат. наук, Е.Е.Ковалев, д-р техн. наук;. Н.А.Нефедов, Ю.В.Потапов, В.Д.Степнов, канд. физ.-мат. наук, С.Д.Богданов, канд. физ.-мат. наук; О.Е.Богоявленская, Ю.А.Винтенко, канд. техн. наук; Д.В.Гицу, член-корр. АН МССР, Е.В.Горчаков, д-р физ.-мат, наук; К.К.Гудима, канд. физ.-мат. наук, Ф.Г.Жереги, канд. физ.-мат. наук; В.Ф.Космач, д-р физ.-мат. наук; Е.Н.Лесновский, канд. техн. наук; В.М.Николаев, В.И.Остроумов, д-р физ.-мат. наук; М.И.Панасюк; В.А.Панин, И.Я.Ремизов, канд. техн. наук; А.А.Суслов, канд. физ.-мат. наук, А.Я.Сычев

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25 ноября 1985 г. N 3697

Настоящий стандарт устанавливает количественные характеристики ядерных взаимодействий многозарядных ионов космических лучей с зарядом ядра от 2 до 29 единиц абсолютной величины заряда электрона в диапазоне кинетической энергии на нуклон от 10 до 10 МэВ в тканеэквивалентном веществе и материалах защиты.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Под многозарядными ионами космических лучей понимают ядра химических элементов, входящих в состав галактических космических лучей (ГКЛ).

1.2. К характеристикам ядерных взаимодействий относят средний пробег до ядерного взаимодействия (далее по тексту - пробег до взаимодействия) и параметр фрагментации ядер ГКЛ.

1.3. Значения пробега до взаимодействия и параметры фрагментации устанавливают для представительных ядер групп ядер ГКЛ.

Для других ядер данной группы ядер ГКЛ характеристики ядерного взаимодействия принимают такими же, как для представительного ядра данной группы.

1.4. Группы ядер ГКЛ принимают по ГОСТ 25645.104-84. Представительные ядра групп определяют следующим образом: группа ядер гелия (-группа) 2, представительное ядро He; группа легких ядер (-группа) 35, представительное ядро Be; группа средних ядер (-группа) 69, представительное ядро N;

группа тяжелых ядер (-группа) 1019, представительное ядро Si;

группа очень тяжелых ядер (-группа) 2029, представительное

ядро Fe.

1.5. Образующиеся в результате ядерного взаимодействия ядра-фрагменты объединяют в группы , которые принимают такими же, как и для налетающих ядер с добавлением группы протонов (-группы) с 1, представительным ядром которой взято ядро водорода H.

1.6. Состав тканеэквивалентного вещества - по ГОСТ 18622-79.

1.7. Характеристики ядерных взаимодействий считают не зависящими от кинетической энергии ядер ГКЛ в рассматриваемом интервале энергий.

1.8. Пояснения терминов, применяемых в настоящем стандарте, приведены в справочном приложении 1.

2. ПРОБЕГ ДО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ПАРАМЕТРЫ ФРАГМЕНТАЦИИ

2.1. Значения пробега до взаимодействия представительных ядер из каждой группы ядер ГКЛ в тканеэквивалентном веществе, графите, алюминии и железе приведены в табл.1.

Таблица 1

г·см

Материал среды	Представительное ядро
	He	Be	N	Si	Fe
Тканеэквивалентное вещество	39,2±1,2	25,3±0,8	20,6±0,6	14,6±0,4	9,4±0,3
Графит	41,2±1,4	28,2±0,8	23,0±0,6	16,6±0,4	12,0±0,3
Алюминий	57,6±1,8	42,5±1,1	36,0±0,9	27,3±0,6	20,5±0,4
Железо	78,3±2,0	60,9±1,4	54,9±1,3	41,9±0,9	32,7±0,6

2.2. Значения пробега до взаимодействия для других материалов защиты определяют в соответствии с рекомендуемым приложением 2.

2.3. Значения параметра фрагментации представительных ядер групп ядер ГКЛ в тканеэквивалентном веществе приведены в табл.2.

Таблица 2

Группа фрагментов	Группы первичных ядер ГКЛ

	0,44±0,11	2,20±0,30	2,80±0,20	4,20±0,30	7,40±0,40
	0,41±0,03	0,55 ±0,08	1,00 ±0,05	1,35±0,20	1,75±0,40
		0,13±0,04	0,25±0,02	0,20±0,05	0,15±0,05
			0,12±0,02	0,34±0,07	0,16±0,06
				0,20±0,07	0,38±0,09
					0,34±0,09

2.4. Значения параметра фрагментации представительных ядер групп ядер ГКЛ на ядрах с массовым числом от 12 до 72 приведены в табл.3.

Таблица 3

Группа фрагментов	Группы первичных ядер ГКЛ

	0,45±0,12	2,20±0,30	2,80±0,20	4,80±0,40	10,10±0,30
	0,41±0,03	0,55±0,08	0,90±0,05	1,33±0,15	1,80±0,21
		0,15±0,07	0,23±0,02	0,18±0,05	0,22±0,05
			0,16±0,04	0,33±0,07	0,17±0,04
				0,25±0,06	0,31 ±0,06
					0,23±0,05

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). ПОЯСНЕНИЯ ТЕРМИНОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

Средний пробег ядер до ядерного взаимодействия - расстояние, проходимое ядрами в веществе, на котором происходит ослабление плотности потока налетающих ядер группы за счет ядерных взаимодействий в раз

Фрагментация ядер - процесс образования вторичных ядер из налетающего ядра в ядро-ядерных взаимодействиях

Ядерные фрагменты - вторичные ядра, образующиеся из налетающего ядра в ядро-ядерных взаимодействиях и имеющие скорость, близкую к скорости налетающего ядра

Параметр фрагментации - среднее число фрагментов группы , образующихся в единичном акте взаимодействия ядер группы с ядрами атомов вещества

Представительное ядро группы ядер ГКЛ - ядро, заряд которого наиболее близок к величине средневзвешенного по составу группы ядер ГКЛ заряда

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИН ПРОБЕГОВ ДО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

1. Значения пробега до взаимодействия вычисляют по формуле

, (1)

где: - пробег до взаимодействия, г·см;

- плотность материала среды, г·см;

- плотность атомов элемента в материале среды, см;

- полное сечение неупругого взаимодействия налетающего ядра из группы с ядром атома элемента , см;

2. Значение плотности атомов элемента в материале среды определяют по формуле

, (2)

где: - плотность атомов элемента в материале среды, см;

- массовая доля элемента , входящего в состав материала среды;

- число Авогадро;

- массовое число элемента.

3. Значение полного сечения неупругого взаимодействия рассчитывают по формуле

, * (3)

_______________
* Формула соответствует оригиналу. - Примечание.

где: - полное сечение неупругого взаимодействия, см;

(1,32±0,01)·10 см и 0,85±0,03 - полуэмпирические параметры;

, - массовые числа налетающего ядра и ядра-мишени, соответственно.