Радиационный пояс Земли убивает наповал

аФон*, 19.01.2004 02:35:08 :

Я выбросил стенки и посчитал какую энергию может обрушить на человека протонное излучение (при условии поглощения в нем самом) - это 2000 рад, далее можно учесть стенки предположив, что они поглотили протоны отдав половину энергии ионам, которые уже и получит человек - 1000 рад

Можно спорить о энергии которую принесут ионы, может быть не половину, а 40%, но все равно радиация приличная.

 

 

Какие, нафиг, ионы от МэВного протона через стенку? Это, простите, как? Стало быть, МэВный протон, врезаясь в стенку, вышибает оттуда ионизированный атом алюминия, он проходит сквозь воздух и скафандр, втыкается в космонавта и дает ему какую-то дозу?! И в это уходит половина энергии?! :o
Вы хоть думайте, что Вы говорите... всему CERN и ОИЯИ месяц курить траву придется, чтобы одно такое событие зафиксировать, а одинокому космонавту (и без травы) - ну ни в жисть под такое не попасть.
Ликбез: когда при таких энергиях говорят о "вторичных ионах" и "радикалах" имеют в виду вторичные ионы и радикалы, которые образуются непосредственно в организме человека при прохождении заряженной частицы через организм. Типичные их энергии на много порядков меньше энергий породивших их частиц. Далеко они не летят - от силы микрометры, их опасность в том, что они _появляются_уже_внутри_ человека. То есть, протон должен попасть в человека, а уж затем он ионизирует что-нибудь, создаст радикалы и вообще, натворит нехороших дел.

Модель Ваша совершенно дикая.
Представьте себе "Камаз", который вламывыется в лес на ста километрах в час, вырывает с корнями дерево, дерево проходит через четыре километра леса, пробивает насквозь три-четыре здания и убивает кошку у Вас дома. Вот так выглядят "вторичные ионы" из стенок. Так мало того, Вы ничтоже сумняшись, вслед за мной делите "Камаз" на гайки, вычисляете энергию этих гаек и делаете из этого вывод, что авария грузовика - хана всем кошкофермам в радиусе 117 километров.
Но я то хоть считал _максимально_возможный_ ущерб поголовью и предполагал, что гайки в деревья тоже втыкаются, а не только в живое. А у Вас при любой автоаварии машину разрывает аки шрапнель на крепежный материал, на что уходит вся ее кинетическая эгнергия, и половина гаек стабильно находит свою кошку. Ну что за прикидки такие, без математики, физики и морали?

Далее.

Ионизационные потери:
http://bsu.edu.ru:8801/resource/nphys/problems/Images/pr96_01.gif [zero size or time out]
где z - заряд частицы, Вы там бета-квадрат видите? Как Вы думаете, как он соотносится с массой и энергией частицы?

Вот типичные пробеги в органике (углерод, водород).

Частица Е[color=#808030; ],[/color] МэВ L[color=#808030; ],[/color] КэВ[color=#808030; ]/[/color]мкм R[color=#808030; ],[/color] мкм Электрон [color=#008c00; ]0.01[/color]  [color=#008c00; ]2.3[/color]  [color=#008c00; ]1[/color] [color=#008c00; ]0.1[/color]    [color=#008c00; ]0.42[/color] [color=#008c00; ]180[/color] [color=#008c00; ]1.0[/color]    [color=#008c00; ]0.25[/color] [color=#008c00; ]5000[/color] Протон [color=#008c00; ]0.1[/color]    [color=#008c00; ]90[/color] [color=#008c00; ]3[/color] [color=#008c00; ]2.0[/color]    [color=#008c00; ]16[/color] [color=#008c00; ]80[/color] [color=#008c00; ]5.0[/color]    [color=#008c00; ]8[/color]  [color=#008c00; ]350[/color] [color=#008c00; ]100.0[/color] [color=#008c00; ]4[/color]  [color=#008c00; ]1400[/color] а[color=#808030; ]-[/color]частица [color=#008c00; ]0.1[/color]    [color=#008c00; ]260[/color] [color=#008c00; ]1[/color] [color=#008c00; ]5.0[/color]    [color=#008c00; ]95[/color]  [color=#008c00; ]35[/color]

В алюминии - раза в два-три меньше. Z больше углерода-кислорода где-то в два раза.
Вопрос: какой процент одноМэВных протонов долетит до космонавта, если их типичный пробег в алюминии сотавляет примерно 25 микрон, а толщина алюминиевой стенки - приблизительно 1000 микрон?
Считать внимательно. Формулы даны.

Далее.

Рентген.
Критическая энергия электронов в алюминии - примерно 62МэВ (ликбез: критическая энергия - энергия, про которой радиационные потери на тормозное излучение уже равны ионизационным). По графикам, вклад оных электронов порядка 10Е-7..10Е-8 от общей дозы, а основное - электроны относительно низких энергий и протоны, поэтому в первую очередь нас интересует характеристическое излучение стенок (большой Z, кроме того, именно в них долбит основная масса частиц). Материал стенок - алюминий. Разумный выбор: К-линия - около 1.5 кэВ - очень мягкий рентген (видел я товарищей, которые о свинце говорили, их бы внутрь такой рентгеновской трубки посадить ). Честно суммируя (а не как я в первый раз ) энергию частиц и предполагая выход рентгена порядка 0.5 процента получаем, что в среднем будет около 2Е10-9Дж/см2*c в 1.5кэВ рентгене. Далее, нам придется учесть, что в космонавта попадет лишь тот рентгеновский квант, который:
— либо был порожден частицей влетевшей в стенку под углом (кванту еще придется пройти сквозь стенку из того же алюминия)
— либо был результатом дифрации
— либо рассеялся по Комптону.
Вероятность каждого события предлагаю прикинуть самостоятельно ;), а пока только скажу, что 1.5 кэВ рентген через скафандр будет проходить вяло. Как бы совсем не будет проходить. Даже если попадет.

Что у нас осталось?
— остатки характеристического рентгена от частиц всех энергий обрабатывающих переднюю стенку. По порядку - 0.01..0.1 бэр.
— протоны высоких и сверхвысоких энергий (>100МэВ), пробивающих стенку и космонавта (надо только посчитать ионизационные потери в стенке и космонавте), по порядку - 0.1-1 бэр.
— электроны высоких энергий и их вторичный рентген
— вторичные электроны
— нейтроны (от реакции с алюминием, например), конверсионная гамма, бета и гамма от активированных материалов.

Все это надо считать точнее, но в итоге получаются единицы бэр, как ни крути. Десятка не набрать. Увы Вам.

Я когда делал свои предположения - делал их из расчета абсолютного, недостижимого максимума, а Вы ими пользуетесь, как нормальным расчетом, да еще и комбинируете со своими предпосылками, которые совсем от потолка и никак с моими расчетами несовместимы. Это совершенно нечестно.

Поскольку это Вы "доказываете странное", на Вас тяжесть доказательств. Возьмите справочники и учебники, распишите полный расчет хотя бы с точностью до порядка. Только ЧЕСТНЫЙ. По энергиям, по типам частиц, с учетом всех эффектов. Тогда будет что обсуждать. ОК?

NASA рассчитало до полета еще, что вероятность того, что экипаж не получит дозу, опасную для здоровья, равна 0,99999. А вероятность того, что полет не придется прерывать из-за опасности радиационного поражения - 0,98.

Иными словами, вероятность того, что из-за радиационной обстановки (вспышка на Солнце, в частности) придется не высаживаться, а облетев Луну, мчаться домой, либо с орбиты Луны - не высаживаясь, поворачивать оглобли, - составляет 0,02. И даже в этом случае, частично попадая под вспышку, у них вероятность набрать суммарную опасную дозу - всего 0,00001.

Татарин, 19.01.2004 11:18:33:

Модель Ваша совершенно дикая.
Представьте себе "Камаз", который вламывыется в лес на ста километрах в час, вырывает с корнями дерево, дерево проходит через четыре километра леса, пробивает насквозь три-четыре здания и убивает кошку у Вас дома. Вот так выглядят "вторичные ионы" из стенок. Так мало того, Вы ничтоже сумняшись, вслед за мной делите "Камаз" на гайки, вычисляете энергию этих гаек и делаете из этого вывод, что авария грузовика - хана всем кошкофермам в радиусе 117 километров.
Но я то хоть считал _максимально_возможный_ ущерб поголовью и предполагал, что гайки в деревья тоже втыкаются, а не только в живое. А у Вас при любой автоаварии машину разрывает аки шрапнель на крепежный материал, на что уходит вся ее кинетическая эгнергия, и половина гаек стабильно находит свою кошку. Ну что за прикидки такие, без математики, физики и морали?

 

 

Чуть с кресла не упал!

 

К 68-му году уже были прямые экспериментальные данные по воздействию частиц радиационных поясов на живые организмы - например, у нас соответствующие эксперименты проводились на "Космосе-110". К сожалению, их результатами я не располагаю.

 На 68-й год по результатам экспериментов и клиническим данным о биологическом действии разных видов ионизирующих излучений с учётом коэффициентов относительной биологической активности, временных зависимостей, влияния экстремальных факторов нелучевого происхождения, а также в расчёте на определённую степень компенсаций нарушенных функций в облучённом организме, были установлены 3 категории доз для экипажей космических кораблей:
 
   1) Допустимая доза не вызывает у человека заметныого соматического повреждения в течение всей жизни. Предусмотрена для нормирования неизбежных облучений от галактического излучения и радиационного пояса. Для полётов продолжительностью до 30 сут. - не больше 15 бэр.
   2) Доза оправданного риска - может вызвать лишь единичные случаислабо выраженных клинических проявлений лучевой реакции. Предусмотрена для нормирования облучений, к.-е носят вероятностный характер - напр., вспышек на Солнце.
   3) Критическая доза - доза, вызывающая отчётливые клинические проявления лучевого поражения БЕЗ смертельных исходов. Для полётов продолжительностью до 30 сут. равна 125 бэр.

Татарин> Вопрос: какой процент одноМэВных протонов долетит до космонавта, если их типичный пробег в алюминии сотавляет примерно 25 микрон, а толщина алюминиевой стенки - приблизительно 1000 микрон?

Все долетят, если толщина стенки равна длине свободного пробега!

Как же астронавты на А13 умудрились не схватить лучевую болезнь - сидели они почти до самой посадки в ЛМ ( 502 Bad Gateway ), стенки которого практически не защищают от протонов. Там стенки - фольга 0.1 мм (вдумайтесь 0.1 миллиметра не сантиметра!!!!).

Татарин>> Вопрос: какой процент одноМэВных протонов долетит до космонавта, если их типичный пробег в алюминии сотавляет примерно 25 микрон, а толщина алюминиевой стенки - приблизительно 1000 микрон?
аФон+> Все долетят, если толщина стенки равна длине свободного пробега!

Неверно! Все долетят, если толщина стенки много меньше длины свободного пробега.
аФон+> Как же астронавты на А13 умудрились не схватить лучевую болезнь - сидели они почти до самой посадки в ЛМ ( 502 Bad Gateway ), стенки которого практически не защищают от протонов. Там стенки - фольга 0.1 мм (вдумайтесь 0.1 миллиметра не сантиметра!!!!).

А вы знаете, что такое микрон?

Это - одна тысячная миллиметра.

А сколько будет 0.1 мм в микронах?

Правильно, 100 микрон.

Сколько длин свободного пробега?

Правильно, 4.

Это раз.

Два - а можно более солидный источник, чем гошевский сайт? Гош может и 0.0001 мм про толщину стенок написать, с него спрос невелик

И три - при пролете через радиационные пояса, где протоны и летают, экипаж сидел уже в командном отсеке. А за пределами поясов протонов не слишком много...

PS Вот тут - h2g2 - The Saturn/Apollo Stack - сказано:

Due to the weight saving programs the compartment skin was reduced to a thickness of 0.012 inches, the equivalent of approximately three layers of kitchen foil.

 

0.012 дюйма - это 0.3 мм. Похоже, Гош приврал, и, естественно, в выгодную для себя сторону

Красилников> Неверно! Все долетят, если толщина стенки много меньше длины свободного пробега.

Нет, все долетят если длина св. пробега ПРОСТО больше (а стенка просто меньше) и некоторые долетят даже если длина пробега меньше (но одного порядка) толщины стенки.

Красилников> А вы знаете, что такое микрон... Сколько длин свободного пробега? Правильно, 4.


А Вы знаете, что частица может быть не ровно 1 мэв, а 10 мэв и более и что длина их всободного пробега соответственно выше?


Красилников> И три - при пролете через радиационные пояса, где протоны и летают, экипаж сидел уже в командном отсеке. А за пределами поясов протонов не слишком много...

И на какой высоте они пересели в КМ, почему я должен верить Вам, а не Гошу?

Небольшое дополнение - закон Бугера. Согласно этому закону, доля пролетевших через преграду частиц зависит от толщины преграды экспоненциально.

Т.е. если, например, через лист определенной толщины пролетает половина частиц, то через вдвое более толстый лист пролетит лишь четверть частиц, а через в десять раз более толстый - лишь одна из тысячи...

Y.K.> Мил человек, длина свободного пробега - понятие статистическое. Если сказано, что длина свободного пробега - 25 микрон, то это не значит, что каждый протон пролетит ровно 25 микрон, ни микроном больше, ни микроном меньше. Один пролетит 2, другой может и 200. 25 - это в среднем. Понятно, о великий специалист по вероятностям?


Это Вы себе , видимо, сейчас объясняете?
После того как узнали закон Бугера.

Y.K.> А вы знаете, сколько частиц и с какими энергиями летает в радиационных поясах и за их пределами? Что-то я сомневаюсь...

Летают, посмотрите в начале топика там есть ссылки по энергиям частиц в поясе Ван-Алена


Y.K.> Очевидно, что если ЛМ был отделен на высоте 21 тыс.км., то переход в него состоялся раньше и на бОльшей высоте

Пусть на высоте 25 тысяч, а пояс Ван-Алена простирается на более чем 10 R Земли , НЕУВЯЗОЧКА!

Y.K.> Если закон Бугера утверждает, что доля поглощенных частиц составляет 2^-D/d,

Y.K.> где D - толщина нашей стенки, а d - толщина такой стенки, в которой поглощается ровно половина частиц, то отсюда следует, что поглощение (хотя и незначительное) имеет место и в очень тонкой стенке.

Y.K.> Нет, вам. Пытаюсь, чтобы до вас дошло, что значительное поглощение (порядка половины) имеет место и при стенке с толщиной около длины свободного пробега. А уж в десятикратно более толстой поглощение - 99.9% (пролетает одна тысячная).

Это как же Вы получили половину то?
Видимо, Вы в вашу формулу вместо d (толщина такой стенки, в которой поглощается ровно половина частиц) впендюрили длину свободного пробега.
Так? но d не длина св. пробега



аФон+>> Пусть на высоте 25 тысяч
Y.K.> А почему - "пусть на 25 тысяч"? Может, на 50?

Зачем тащить ЛМ, перешли астронавты и сбрасывай

Y.K.> Угу. Осталось выяснить, а много ли таких "мочителей" на высотах 50 тыс. км и выше

Насчет 50 тыс это Ваша гипотеза, скорее всего 25 тыс

Но есть еще одна ПРЕНЕПРИЯТНАЯ НОВОСТЬ
5 Мэв-ные электроны пролезают через 1 см алюминия, то есть через сам КМ Аполлон
и МОЧАТ АСТРОНАВТОВ НАПОВАЛ.

аФон+> Но есть еще одна ПРЕНЕПРИЯТНАЯ НОВОСТЬ
аФон+> 5 Мэв-ные электроны пролезают через 1 см алюминия, то есть через сам КМ Аполлон
аФон+> и МОЧАТ АСТРОНАВТОВ НАПОВАЛ
Y.K.> Через стенку в 50 раз толще длины их свободного пробега? Да ладно вам, сейчас еще день, рано страшные сказочки на ночь рассказывать

Вы хотите сказать, что Аполлон имел стенки толщиной 50 см?
Ну и кто сказки рассказывает?