Site Rengi

BilgiliUsta.com | Aradığınız Her Bilginin Adresi.

Uzay Taşıtı Durdurma Gücü, Parçacık Aralığı ve Biriken Doz

  • 23 Mart 2021
  • Uzay Taşıtı Durdurma Gücü, Parçacık Aralığı ve Biriken Doz için yorumlar kapalı
  • 128 kez görüntülendi.

Güneş etkinliği ve galaktik kozmik ışınlar tarafından yönlendirilen uzay ışınımı etrafı, Dünya’ya yakın uzaydaki uydulara eforlu ve kesin bir muamele sağlar. Güneş enerjisiyle çalışan parçacıklara, ışınıma atmosferik ve iyonosferik enerjik tepkileri ve bunların uzaydaki hava tesirlerini kavramak, uydu tasarımı ve çalışması için kritiktir ve pratik ehemmiyete sahiptir. Işınım civarının uydu olarak spesifik tesirleri, vaka parçacığının […]

Güneş etkinliği ve galaktik kozmik ışınlar tarafından yönlendirilen uzay ışınımı etrafı, Dünya’ya yakın uzaydaki uydulara eforlu ve kesin bir muamele sağlar. Güneş enerjisiyle çalışan parçacıklara, ışınıma atmosferik ve iyonosferik enerjik tepkileri ve bunların uzaydaki hava tesirlerini kavramak, uydu tasarımı ve çalışması için kritiktir ve pratik ehemmiyete sahiptir. Işınım civarının uydu olarak spesifik tesirleri, vaka parçacığının kaynağı, cinsi ve enerjisinin yanı gizeme uydunun yörüngesine veya güneş enerjisi vakaları sırasındaki konumuna bağlıdır. Işınım eksiltme tedbirleri, parça tasarım hudutları ile parçacıkların tesirinden kaynaklanan uygulanan gerilmeler arasındaki güvenlik marjını artırabilir ve netice olarak parçanın korunmasını artırabilir. Ancak, tüm eksiltme mücadelelerinde güneş maksimum fazına daha fazla umursanması ehemmiyetlidir, zira bu aralıkta tesir oranı daha yüksektir.
Uzay Aracı Durdurma Gücü, Parçacık Aralığı ve Biriken DozAzami güneş enerjisi kasırgaları sırasında, ışınım seviyelerinde çok kısa süreli çoğalışa neden olabilen şiddetli güneş kasırgaları ve mevcut gevşetme temkinlerinin kaldıramayabileceği yüksek tek vaka tesirleri seviyeleri alana gelebilir. Ayrıca, uydu hizmetlerine bağımlılık çoğaldıkça, uzay havasıyla ilişkili ekonomik ve cemiyetsel tehlike de çoğalır ve mümkün tesir eşi görülmemiş olabilir. Bunun ışığında, öteki bağımsız uydu hizmetlerine geçme veya bunlardan faydalanma ihtimalini kapsayan bir acil vaziyet tasarıları önerilmiştir. Yanaşan çoklu takımyıldızlı GNSS müşterileri bu bağlamda ehemmiyetli bir rol oynayabilir, öyle ki fertsel GNSS müşterileri natürel olarak bir uydu hizmeti reddine karşı dayanıklıdır.
Uydular üzerindeki atmosferik çekilmenin uzay havası kaynaklı çoğalması ve buna bağlı olarak yörünge bozulmasının süratlendirilmesi de, düşük Dünya yörüngesindeki uydular için hesaba katılması gereken ehemmiyetli bir sıkıntılı edici güçtür. Bu olgunun tesiri ve rahatlatılmasına ait kısa bir analiz vardır. Bu analizin uydular üzerindeki uzay ışınım tesirleri ve eksiltme usulleri üzerine, mevzu alanındaki geniş çaplı çalışmalarla karşılaştırıldığında kısa ve öz olduğu usta yakalanmalıdır.

Uzay Taşıtı Malzemelerinde Durdurma Gücü, Parçacık Aralığı ve Biriken Doz

NOAA bilgi tabanından 3 ay süresince Nisan – Haziran 2010 muhtelif enerjilerin parçacıklarını, elektronlarını ve proton akışlarını inceleme edilmiştir. Kütle durdurma eforu, erim ve mümkün birikmiş proton dozu hesaplanmış, parçacıkların uydu yüzeyi ve elektrik, elektronik ve elektrokimyasal bileşenleri ile mümkün etkileşimi olgusuna uygulanmıştır.

Durdurma Gücü

Durdurma eforu, bir parçacığın malzemeden geçerken ünite uzunluk başına vasati enerji kaybıdır. Yüklü parçacıkların maddeden geçerken karşılaştıkları atom veya molekülü iyonize ettikleri ve süreçte enerji kaybettikleri öğrenilmektedir. Durdurma eforu, partikülün cinsine, enerjisine ve geçtiği malzemenin özelliklerine bağlıdır. Sayısal bedeller ve üniteler her iki ölçü için aynı olsa da, durdurma eforu malzemenin özelliğini ifade ederken, ünite yol uzunluğu başına enerji kaybı parçacığa ne olduğunu sarihler. Parçacık yolu süresince iyonlaşma yoğunluğu, malzemenin durdurma eforu ile orantılıdır, zira bir iyon çiftinin imali değişmez ölçüde enerji gerektirir. Göreli kuantum mekaniğinden türetilen eforu durdurmak için Bethe-Bloch yöntemi vardır ve bu alttaki gibidir:
S= -d Ed x=4 πz2k20e4mv2[ ln2 metrev2ben- l n 1 -v2c2 -v2c2]S=-dEdx=4πz2k02e4mv2ln2mv2ben-ln1-v2c2-v2c2
Burada z ağır parçacığın atom numarası, e elektron yükünün büyüklüğü, m elektron serinkanlı kütlesi, c ışık sürati, I civarın vasati uyarma enerjisi, v parçacığın sürati ve k 0 Boltzmann statiğidir = 8.99 × 10 9 N · m 2 C 2. Malzemenin kütle durdurma eforu, durdurma gücünün malzemenin yoğunluğuna ayrılınmasıyla elde edilir. Bu g / cm başına yüklü parçacık enerji kaybı oranını ifade eder, zira bereketli bir ölçü 2 içinden geçtiği etrafıdır.
S= -d E d xS=-dEdx

Uzay Aracı Durdurma Gücü, Parçacık Aralığı ve Biriken DozParçacık Aralığı

Bir parçacığın misalin proton, başlangıç kinetik enerjisi Ek ve kütle m’nin aralığı R , bir durma noktasına gelmeden evvel kat ettiği vasati mesafedir. R parçacık cinsine, başlangıç enerjisine ve içinden geçtiği malzemeye bağlıdır. Yüklü parçacık aralığının tanımlanmasına müteveccih teorik bir yaklaşım, durdurma eforu ifadesini kullanır. Proton için aralık hesaplamaları için Emin 1 mega elektron volt olarak alınmıştır, zira 1 mega elektron voltta çok fazla bilgi mevcuttur. R Emax , maksimum enerji Emax’ta ölçülen aralıktır. Evvelki çalışmada, uzay taşıtı malzemelerindeki parçacıkların kütle durdurma eforunu hesaplamak için önerilen deneysel ilişkiler kullanılmıştır. Bununla beraber, başlangıçta düşük enerjili parçacıklar için yönteme edilmiş oldukları için eşitliklerde sınırlamalar vardır. Bethe eşitlikleri kullanılarak elde edilen bedeller daha yüksektir ve daha yüksek parçacık enerjilerinde daha doğru olduğu zannedilir.

Doz Biriktirme ve Absorpsiyon

Açıklanan toplam iyonlaştırıcı doz emilen doz türünden ölçülebilir ve bu madde tarafından emilen enerjinin bir miktarıdır. Absorbe edilen doz, rad olarak adlandırılan bir ünite ışınım emilen doz veya gri Gy olan SI üniteyi kullanılarak ölçülür; 1 Gy = 100 devir = 1 J / kilogram. Bir uyduda biriken toplam doz, yörünge yüksekliğine, yönelimine ve yörüngede geçirilen zamana bağlıdır. Toplam iyonlaştırıcı dozu hesaplamak için, entegre parçacık enerji spektrumunu, ø E veya parçacık enerjisinin bir işlevi olarak akıyı öğrenilmesi gerekir ve doz, partikül akışının bir işlevidir. Uzay taşıtı, uzay ışınımı etrafında daha fazla zaman tükettiğinden ehemmiyetli hale kazanç. Durdurma eforu, D = d E d xD=dEdx ilişki ile yüklü partikülden dozu tanımlamak için kullanılır. Uydu ve uzay sondaları tipik olarak 10 krad 100 Gy ve 100 krad Si 1000 Gy Si arasındaki toplam iyonlaştırıcı doz ile karşılaşır. Bir uydu bileşeninin toplam iyonlaştırıcı doz sebebiyle galibiyetsiz olması için geçen zaman, t sene olarak, maksimum absorbe edilen dozu veya toplam iyonlaştırıcı doz eşiğini, senede toplam absorbe edilen doza ufalayarak elde edilebilir.
Uzay Aracı Durdurma Gücü, Parçacık Aralığı ve Biriken DozBir model uydunun toplam iyonlaştırıcı doz sebebiyle vasati arızalanma zamanını tahmin etmek için teorik hesaplamalar yapılmıştır. Hipotez, model uydunun gövdesinin, elektrik, elektronik ve elektrokimyasal bileşenlerin temel olarak silikon Si ve germanyumun Ge malzemeler barındırırken hesaplamalar E 78 mega elektron voltlu parçacıklara direnir. Bu enerji aralığının parçacıkları bombardıman edip uyduya girdiğinde, alaşımın durdurma eforu sebebiyle enerjilerinin bir kısmı kaybolur, ancak andırdırma bileşenler için ehemmiyetli bir doz oluşturur. Sürekli maruziyetle, doz, eşik aşılana kadar zamanla çoğalmaya devam eder ve bu da etkilenen uydunun tamamen arızalanmasına yol açar. Yapılan hesaplamalar, model uydunun bileşeninde 3 sene içinde 10 krad ve 29 sene içinde 100 krad’lık bir doz oluşabileceğini göstermiştir.

Kaynakça:
nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/space_radiation_ebook.pdf
jhuapl.edu/Content/techdigest/pdf/V28-N01/28-01-Maurer.pdf

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu

ZİYARETÇİ YORUMLARI

Henüz yorum yapılmamış. İlk yorumu aşağıdaki form aracılığıyla siz yapabilirsiniz.

BİR YORUM YAZ