РД 50-25645.152-90. Руководящий нормативный документ. Методические указания. Лучи космические солнечные. Методика расчета временных изменений энергетического спектра протонов
(утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 21.12.1991 № 3234)
Примечание
Документ введен в действие с 01.01.1992.
Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного Комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 21 декабря 1991 г. № 3234
РУКОВОДЯЩИЙ НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ
ЛУЧИ КОСМИЧЕСКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВРЕМЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ПРОТОНОВ
Дата введения 1 января 1992 года
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
С.И. Авдюшин, д-р техн. наук; В.М. Балебанов, канд. физ.-мат. наук; В.В. Бенгин, канд. физ.-мат. наук; А.А. Волобуев; А.И. Григорьев, д-р мед. наук; А.Б. Малышев, канд. физ.-мат. наук; Н.А. Калинкина; Е.Е. Ковалев, д-р техн. наук; Е.Н. Лесновский, канд. техн. наук; Ю.И. Логачев, д-р физ.-мат. наук; Е.И. Морозова, канд. физ.-мат. наук; Е.В. Пашков, канд. техн. наук; Н.К. Переяслова, канд. физ.-мат. наук; В.М. Петров, канд. физ.-мат. наук; Н.Ф. Писаренко, д-р физ.-мат. наук; Ю.В. Потапов, канд. физ.-мат. наук; А.И. Сладкова, канд. физ.-мат. наук; И.Б. Теплов, д-р физ.-мат. наук; И.П. Шестопалов, канд. физ.-мат. наук
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 21.12.91 № 3234
3. Срок первой проверки — 1997 г.
Периодичность проверки — 5 лет
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта, приложения |
|---|---|
| ГОСТ 25645.134-86 | 1, 2, приложение |
Настоящие методические указания устанавливают методику расчета изменений во времени энергетического спектра протонов солнечных космических лучей с энергией от 30 до 500 мэВ, реализующегося при солнечном протонном событии вне магнитосферы Земли на гелиоцентрическом расстоянии ~1 астрономическая единица.
Методические указания предназначены для оценки мощности поглощенной дозы солнечного протонного излучения, воздействующего на технические и биологические объекты в космическом пространстве.
1. Солнечное протонное событие рассматривают как случайное событие, полный поток и интегральный энергетический спектр протонов солнечных космических лучей в котором определяют по ГОСТ 25645.134.
2. Временные изменения энергетического спектра протонов солнечных космических лучей с энергией E в солнечном протонном событии определяют, рассчитывая плотность потока протонов J(R, t), см-2·с-1·МВ-1, с жесткостью R в разные моменты t солнечного протонного события по формуле
J(R,t) = \frac{A_{0}}{(\frac{t}{\tau})2,5} \cdot exp[- \frac{\tau}{t} - \frac{R - 239}{R_{a}} \cdot (1 - \frac{\tau}{10t})], (1)
где R — жесткость протонов, МВ, с энергией E, рассчитываемая по формуле
t — момент времени солнечного протонного события, отсчитываемый от момента фиксирования оптической вспышки и лежащий в интервале 0,1<t<10\tau , с;
\tau — коэффициент, характеризующий длительность солнечного протонного события, с, и вычисляемый по формуле
\tau = T_{0} \cdot N_{30}^{0,16} ; (3)
T0 — коэффициент, равный 2·103 с;
N30 — полный поток протонов с энергией больше 30 МэВ в рассматриваемом солнечном протонном событии, см-2, определяемый по ГОСТ 25645.134;
Ra — асимптотическая жесткость спектра протонов, МВ, вычисляемая по формуле
R0 — характеристическая жесткость спектра потоков протонов солнечных космических лучей за все солнечное протонное событие, МВ, рассчитываемая на основе метода случайной выборки в соответствии с ГОСТ 25645.134;
A0 — коэффициент, см-2·с-1·МВ-1, вычисляемый по формуле
A_{0} = \frac{G}{R_{a}} \cdot N_{30}^{0,84} ; (5)
G — коэффициент, равный 2·10-4 см-2·с-1.
3. Плотность потока протонов J(R, t) принимает значение, равное нулю при t \leq 0,1\tau или t \geq 10\tau .
4. Примеры расчета временных изменений энергетического спектра протонов с энергией E солнечных космических лучей в солнечном протонном событии приведены в приложении.
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ВРЕМЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ПРОТОНОВ СОЛНЕЧНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ В СОЛНЕЧНОМ ПРОТОННОМ СОБЫТИИ
Необходимо вычислить в моменты времени t = 3 ч и t = 5 ч после начала солнечного протонного события плотность потока протонов с энергиями E, равными 30, 60, 100 и 200 МэВ.
Для этого необходимо выполнить следующие действия.
1. Из таблицы случайных чисел равномерно распределенных на интервале от 0 до 1 выбирают два любых числа, например n1 = 0,78 и n2 = 0,33.
2. Вычисляют параметры N30 и R0 по формулам:
N_{30} = 10^{7}exp[\pm (n_{1} - 0,5) \cdot \frac{F^{- 1}(n_{1} - 0,5)}{0,4342}] , (6)
R_{0} = 80exp[\pm (n_{2} - 0,5) \cdot \frac{F^{- 1}(n_{2} - 0,5)}{2,1715}] . (7)
Получают значения параметров N30 = 5,89·107 см-2 и R0 = 65,32 МВ.
3. Вычисляют параметры \tau , Ra и A0 по формулам 3 - 5 настоящих методических указаний.
Получают значения \tau = 35014c , Ra = 52,26 МВ и A0 = 12,78 см-2·с-1·МВ-1.
4. Рассчитываем жесткость протонов R и плотность потоков протонов J (R, t) для заданных значений энергии E по формулам 2 и 1 соответственно.
Результаты расчета представлены в табл. 1 и на черт. 1.
| Энергия протонов E, МэВ | Жесткость протонов R, МВ | Плотность потока протонов J (R, t), см-2·с-1·МВ-1 для моментов времени t, ч | |
| 3 | 5 | ||
| 30 | 239 | 9,52 | 9,71 |
| 60 | 341 | 2,58 | 2,05 |
| 100 | 444 | 0,67 | 0,41 |
| 200 | 644 | 0,05 | 0,02 |
\frac{J(R,t)}{\text{см}^{- 2} \cdot \text{с}^{- 1} \cdot \text{мв}^{- 1}}
1 — поток протонов в момент t = 3 ч; 2 — поток протонов в момент t = 5 ч
Необходимо определить временные изменения потоков протонов с энергиями E, равными 30 и 100 МэВ для моментов времени t от 1 до 30 ч.
Для этого необходимо, используя значения параметров N30. R0. \tau , A0, Ra, R, полученные в примере 1 для потоков протонов с энергиями E, равными 30 и 100 МэВ, выполнить вычисления по формуле 1.
Результаты расчета представлены в табл. 2 и на черт. 2.
| Энергия протонов E, МэВ | Плотность потока протонов J (R, t), см-2·с-1·МВ-1, для моментов времени t, ч | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 5 | 10 | 20 | 30 | |
| 30 | 0,23 | 5,19 | 9,52 | 9,71 | 4,53 | 1,30 | 0,56 |
| 100 | 0,20 | 0,69 | 0,67 | 0,41 | 0,13 | 0,03 | 0,01 |
\frac{J(R,t)}{\text{см}^{- 2} \cdot \text{с}^{- 1} \cdot \text{МВ}^{- 1}}
1 — поток протонов с E = 30 МэВ; 2 — поток протонов с E = 100 МэВ.
| УДК 629.78:006.354 | Группа Т27 |
|---|