Минимальный марсианский корабль с приемлемой биологической защитой

Naib> Вообще-то, ты должен получить в итоге некий аналог неполного солнечного затмения. То есть общая интенсивность будет меньше.
космические лучи изотропны. Они идут со всех сторон.
От перестановки слагаемых сумма не изменяется.

Bredonosec> космические лучи изотропны. Они идут со всех сторон.
Bredonosec> От перестановки слагаемых сумма не изменяется.

От космических ты толком и не закроешься за разумную массу аппарата. Экран - это разве что от Солнца.

Bredonosec>> а сколько надо тормозить "среднюю" космическую частицу до уровня тепловой?
Xan> Давай я тебе ссыль на вику дам!
Xan> (Космические лучи — Википедия)
Xan> Там спектр нарисован.
загрузился..
если правильно понял Частица Oh-My-God — Википедия , энергия столкновения обычно равна корень из (2 энергия частицы *1,6*10^-10)
Или 1.7*10^-5 энергии частицы. То есть, порядка 10⁵ столкновений на погашение...
понятия не имею, сколько раз частица сталкивается в процессе пролёта твердого тела (стенки), или как увязать это число с граммами на кв см площади, чтоб хоть как-то оценить потребную преграду..
а тем более, не представляю, как оценить возможную композитную...

единственная мысль мелькнула - КЛ - это не нейтроны, а заряженные частицы. То есть, теоретически можно было бы воспользоваться явлением самоиндукции от пролёта в магнитном поле, тормозя её генерацией тока, который спускаем на нагрузке
ток чтоб сожрать скорость света на разумном для оболочки расстоянии, там магнитные поля должны быть хуже чем на эдлридже.. что еще вреднее.

Xan> Это "брызги", так сказать.
мдя...
радует только то, что это, судя по всему, неопасно в таком обьеме..

Bredonosec>> Кстати, полиэтилен в результате радиационно не рассыпается?
Xan> Чтоб любой материал хоть немного повредить, надо очень нечеловеческие дозы.
нечеловеческие, согласен, но не ужас-ужас.
стёкла накапливают заряд внутри за счёт разной глубины проникновения положительно и отрицательно заряженных частиц. Потом от этих внутренних напряжений трескаются. Полиэтилен будет радиацией сшиваться, становиться более прочным, но и более хрупким. И, возможно, даст усадку.

Bredonosec> Так я как раз предложил полиэтилен снаружи свинца - чтоб сначала замедлялись, а потом уже замедленные легко останавливались свинцом.
Свинец от нейтронов не поможет.
От нейтронов с энергией 10 МэВ и ниже–Бак с питьевой водой (слой воды 12-13см) из нержавки. Нержавка не плохой поглотитеть нейтронов. На одном лодочном реакторе который я лично знаю компенсационные решетки были из нержавки. Если её мало то добавте фольгу из кадмия (ядовит) Или другой нейтронный яд. у нас в лабе был “нейтростоп”- кирпичи из пластика с включениями боросикатного порошка. Для космоса бор надо обогащять по Бору-6. бор-5 так себе поглотитель. Но в космосе, я думаю нейтронов мало. Период полураспада никто не отменял. Да и коэффициента качества для нейтронов падает с энергией выше 20 Мэв. Защита от Гама+Бета- снаначала ставьте тонкий слой чего-то легкого (2-3мм пластика, к примеру) а потом тяжелое. С радиацией энергией Гига и выше лично дела не имел, но чувствую ей легче дать просто пройти на вылет.

Naib> От космических ты толком и не закроешься за разумную массу аппарата. Экран - это разве что от Солнца.
а есть смысл закрываться только от солнца? От него же достаточно малая часть, то есть, защищает немного, а геморроя с ориентацией добавляется.

suyundun>Но в космосе, я думаю нейтронов мало. Период полураспада никто не отменял.

Нейтроны - вторичные, выбиваемые из обшивки и первых слоёв защиты

t.>> Слишком много и сложно?
Naib> Скорее просто ОЧЕНЬ много. Напряжённость магнитного поля в таком объёме должна быть такой, что на Земле в таких условиях человек левитирует.
Naib> А технически - сверхпроводящие катушки, как в ЯМР-ах. ЕМНИП, они даже энергонезависимые, возбуждаются наведённым током при пуске прибора.

тут немного оценок разных защит, в т.ч. магнитных

Защита людей и космических аппаратов в космосе

Нас интересуют параметры конструкции для типичных условий
работы сверхпроводника Nb3Sn: jcп = 1000 А/мм2 в поле В = 10 Тл при температуре «жидкого гелия» Т = 4,2 K. Полю В = 10 Тл соответствует r = 1,4 м. Из приведенных данных можно сделать вывод о возможности минимизации общей массы М.
Минимум общей массы 542 т (см. табл. 4) приходится на R0 = 8 м, что позволяет оценить параметры жилого отсека для корабля типа Nautilus X. Защищаемый объем составляет 355 м3, что намного лучше в сравнении с конструкцией J. Hoffman.

 

suyundun> От нейтронов с энергией 10 МэВ и ниже–Бак с питьевой водой (слой воды 12-13см) из нержавки. Нержавка не плохой поглотитеть нейтронов. На одном лодочном реакторе который я лично знаю компенсационные решетки были из нержавки. Если её мало то добавте фольгу из кадмия (ядовит) Или другой нейтронный яд.
А разве фольги достаточно, чтоб хоть как-то серьезно ослабить? Там же вещества на площадь всего ничего. Или это относится только к тепловым нейтронам?

>у нас в лабе был “нейтростоп”- кирпичи из пластика с включениями боросикатного порошка. Для космоса бор надо обогащять по Бору-6. бор-5 так себе поглотитель. Но в космосе, я думаю нейтронов мало. Период полураспада никто не отменял.
не, так понятно, что первичных в КЛ нет. Но хан подсказал, что вторичка - это ливень нейтронов и прочих брызгов, то есть, если защищаться, то нейтроны убивать чем-то надо

> Защита от Гама+Бета- снаначала ставьте тонкий слой чего-то легкого (2-3мм пластика, к примеру) а потом тяжелое.
А разве сначала не металл? Чтоб просто наводило ток в нем и на этом сжирало энергию начисто
У меня счетчик гейгера валяется, в инструкции к нему упоминается, для оценки беты - повернуть так, чтоб алюминиевая пластина корпуса была в сторону источника. Если показания заметно падают - значит присутствует бета.

>С радиацией энергией Гига и выше лично дела не имел, но чувствую ей легче дать просто пройти на вылет.
А не можешь хоть на пальцах описать, как нейтронный яд работает?
И сколько примерно столкновений на грамм вещества у влетающего в преграду высокоэнергетичного нейтрона?
Чтоб хоть примерно представлять механизм

Naib>> От космических ты толком и не закроешься за разумную массу аппарата. Экран - это разве что от Солнца.
Bredonosec> а есть смысл закрываться только от солнца? От него же достаточно малая часть, то есть, защищает немного, а геморроя с ориентацией добавляется.

Вот из последних новостей.

всё уже посчитано

YYKK> всё уже посчитано
там собсно общие рассуждения о том же.
Только связь ГКЛ и солнечного ветра описана. Больше ничего полезного

Bredonosec> Только связь ГКЛ и солнечного ветра описана. Больше ничего полезного

Там же, как раз, посчитаны дозы, которые получит человек.
Именно то, что нужно проектировщику корабля.

А про механизм получения дозы можно уже не вспоминать.

Именно тепловых нейтронов, которые можно на корабле поглотить бором или кадмием, будет относительно немного. В смысле вреда от них.
Можно не заморачиваться.
Всё-таки, сначала они энергичные, и могут несколько раз как следует стукнуть, прежде чем станут тепловыми.

Bredonosec>> Только связь ГКЛ и солнечного ветра описана. Больше ничего полезного
Xan> Там же, как раз, посчитаны дозы, которые получит человек.
Xan> Именно то, что нужно проектировщику корабля.
может мы о разных статьях? Я там вижу только цифру про 4 года максимум, а желательно не больше двух лет.

Про цифры для проектирования защиты корабля - ни ползвука.

Bredonosec> может мы о разных статьях?

Я ошибся, я про статью, где два графика.

Почему-то у меня с ней связано "4 года".

Bredonosec> космические лучи изотропны. Они идут со всех сторон.

А солнечные - нет. Соответственно, и предлагается лететь в период активного Солнца, чтобы галактических было поменьше, а от Солнца - заслониться.

Bredonosec> а есть смысл закрываться только от солнца? От него же достаточно малая часть, то есть, защищает немного, а геморроя с ориентацией добавляется.

Есть, конечно. От него - большая часть корпускулярного излучения и почитай что всё волновое.

Bredonosec> А разве фольги достаточно, чтоб хоть как-то серьезно ослабить? Там же вещества на площадь всего ничего. Или это относится только к тепловым нейтронам?

Исключительно к тепловым.

Bredonosec> А не можешь хоть на пальцах описать, как нейтронный яд работает?

Он эффективно захватывает тепловые нейтроны и поглощает их, выводя из цепной реакции. Для быстрых нейтронов выраженных нейтронных ядов нет.

Bredonosec> И сколько примерно столкновений на грамм вещества у влетающего в преграду высокоэнергетичного нейтрона?
Bredonosec> Чтоб хоть примерно представлять механизм

Для "идеальной" остановки ГэВ-ного нейтрона делением при столкновении энергии пополам (типа как соударение с протоном) - 30 столкновений. Но между ними может быть до полуметра в расстоянии. Варианты скалывания ядер резко уменьшают тормозной путь, но увеличивают общий поток нейтронов в разы (а то и в десятки раз) В реале столкновений больше и тормозной путь тоже.

Naib> Он эффективно захватывает тепловые нейтроны и поглощает их, выводя из цепной реакции. Для быстрых нейтронов выраженных нейтронных ядов нет.
А поглощает как? Наверняка же не встраивает в свою решетку, не меняется в другой изотоп, иначе это было б ограниченное по времени применение.

Naib> Для "идеальной" остановки ГэВ-ного нейтрона делением при столкновении энергии пополам (типа как соударение с протоном) - 30 столкновений. Но между ними может быть до полуметра в расстоянии. Варианты скалывания ядер резко уменьшают тормозной путь, но увеличивают общий поток нейтронов в разы (а то и в десятки раз) В реале столкновений больше и тормозной путь тоже.
о, спасибо, любопытно.
А такой механизм как:
сначала что-то высокоплотное, чтоб самые высокоэнергетичные обратить в ливень менее энергетичных,
потом толстый слой полиэтилена и/или воды - эти менее энергетичные свести до уровня тепловых,
и изнутри какой-нибудь нейтронный яд.
а?

И снаружи внешней защитой - какие-нибудь сверхпроводящие катушки, чтоб было магнитное поле, не очень сильное, но самовозбуждающееся от заряженной частицы. Или время пролета слишком мало, чтоб имело смысл заморачиваться?

Bredonosec> А поглощает как? Наверняка же не встраивает в свою решетку, не меняется в другой изотоп, иначе это было б ограниченное по времени применение.

Превращается в другой изотоп, а потом и вовсе элемент. И да, часто бывают именно выгорающие яды, действие которых рассчитано по времени.

Bredonosec> А такой механизм как:
Bredonosec> сначала что-то высокоплотное, чтоб самые высокоэнергетичные обратить в ливень менее энергетичных,
Bredonosec> потом толстый слой полиэтилена и/или воды - эти менее энергетичные свести до уровня тепловых,
Bredonosec> и изнутри какой-нибудь нейтронный яд.
Bredonosec> а?

Если бы был нейтрониум (вещество нейтронной звезды)... А так, даже на уране пробег ГэВ-ных нейтронов может быть больше метра легко. Ну, пусть даже метр. И мы получаем сферу из урана со стенкой метровой толщины. 20 тонн/метр². Неприлично много.

Bredonosec> И снаружи внешней защитой - какие-нибудь сверхпроводящие катушки, чтоб было магнитное поле, не очень сильное, но самовозбуждающееся от заряженной частицы. Или время пролета слишком мало, чтоб имело смысл заморачиваться?

Самовозбуждение там слёзы будут. А поля потребуются слишком уж мощные для эффекта отклонения.

Naib> Превращается в другой изотоп, а потом и вовсе элемент. И да, часто бывают именно выгорающие яды, действие которых рассчитано по времени.
хм.. ну, как времянка на время путешествия мож и сойдет.. но однократно..

Naib> Если бы был нейтрониум (вещество нейтронной звезды)... А так, даже на уране пробег ГэВ-ных нейтронов может быть больше метра легко. Ну, пусть даже метр. И мы получаем сферу из урана со стенкой метровой толщины. 20 тонн/метр². Неприлично много.
Ну, может быть - понятие растяжимое.. В среднем ты ж писал про полметра на протонах с возможностью сократить на скалывании..
вот я и подумал сначала на скалывании, а потом полученное на протонах и т.д. по тексту..
Понятно, что кто-то проскочит, но какая часть? Насколько мы снизим фон для экипажа?

Naib> Самовозбуждение там слёзы будут. А поля потребуются слишком уж мощные для эффекта отклонения.
ясно, вычеркиваем окончательно..

Bredonosec> Ну, может быть - понятие растяжимое.. В среднем ты ж писал про полметра на протонах с возможностью сократить на скалывании..

Полметра - между соударениями, которых минимум 30 штук надо. Вот и получаем что-то типа атмосферных 10 т/м².

Bredonosec> Понятно, что кто-то проскочит, но какая часть? Насколько мы снизим фон для экипажа?

Для частиц с энергией в единицы МэВ можно рассуждать о полной защите. Для частиц с энергией в ГэВ - лишь о вероятностной, которая тем меньше, чем сильнее мы их пытаемся остановить.

Механизмы репарации в организме надо форсировать.

Bredonosec> А разве фольги достаточно, чтоб хоть как-то серьезно ослабить? Там же вещества на площадь всего ничего. Или это относится только к тепловым нейтронам?
Правило для нейтронов-сначала тормози, потом поглощай. да материала мало, но сечения!!! Сечения обратно пропорциональны квадрату энергии с поправкой.
Bredonosec> не, так понятно, что первичных в КЛ нет. Но хан подсказал, что вторичка - это ливень нейтронов и прочих брызгов, то есть, если защищаться, то нейтроны убивать чем-то надо
Bredonosec> А разве сначала не металл? Чтоб просто наводило ток в нем и на этом сжирало энергию начисто
Высокая Бета вышибает Гама (Рентгеновский Аппарат). На легких атомах энергия гамма квантов ниже, и ее после легче поглотить на тяжелых. Почему ниже/ Алах его знает. Говорят, Он вообще все знает, но молчит. Как Штирлиц. Или Он и есть Штирлиц.
Bredonosec> У меня счетчик гейгера валяется, в инструкции к нему упоминается, для оценки беты - повернуть так, чтоб алюминиевая пластина корпуса была в сторону источника. Если показания заметно падают - значит присутствует бета.
Но на реакторах продукты расщепления топлива излучают в основном Бета (по энергии) из-за перегруженности нейтронами. Поэтому временную защиту (иногда нужна) делают из свинцовых “Полотенец“ облицованных 2.54мм пластиком. плотносность по свинцу 10г/см2
>>С радиацией энергией Гига и выше лично дела не имел, но чувствую ей легче дать просто пройти на вылет.
Bredonosec> А не можешь хоть на пальцах описать, как нейтронный яд работает?
у ядов бешеное сечение поглощение. Но это сечение примерно зависит от скорости нейтронов - 1/V² поэтому вначале термолизируют
Bredonosec> И сколько примерно столкновений на грамм вещества у влетающего в преграду высокоэнергетичного нейтрона?
На водороде (водe) может хватить и одного, если лоб в лоб ядро водорода и нейтрон. на легкой воде 23 удара от 2 МэВ до 0.025эВ. но у легкой воды гораздо выше сечение поглощения.но у легкой воды гораздо выше сечение поглощения чем у тяжелой воды поэтому Канду и могут работать на природном уране. Но выгорание так себе.
Bredonosec> Чтоб хоть примерно представлять механизм
Постораюсь попозже.Завтра на смену.

Naib> Полметра - между соударениями, которых минимум 30 штук надо. Вот и получаем что-то типа атмосферных 10 т/м².
погоди, как это полметра меж соударениями? Почему именно такая странная дистанция? Понятно если в атмосфере, тем более, верхних слоях, где пробег большой, но в твердом веществе почему?

Naib> Для частиц с энергией в единицы МэВ можно рассуждать о полной защите. Для частиц с энергией в ГэВ - лишь о вероятностной, которая тем меньше, чем сильнее мы их пытаемся остановить.
не для монолитной, а для композитной тоже? Я ведь специально подчеркиваю её, а не стандартные ответы из учебников про монолит.

Naib> Механизмы репарации в организме надо форсировать.
получишь рак. Борьба за выживание после друшлага дырок в любом случае обречена. Чем больше ресурсов на восстановление, тем больше должна быть избыточность информации, тем примитивнее возможности системы при тех же ресурсах. Короче, каких-нибудь угрей или креветок, тараканов, сумеешь приучить. Людей - нет. Это тупиковый путь и даже нет смысла его рассматривать.

Bredonosec> погоди, как это полметра меж соударениями?

Меньше на порядок, сантиметры.
Но всё равно много.

Bredonosec> получишь рак.

Это если шибко много радиации.

Вон жеж провели эксперимент по облучению 10000 человек гаммой:

(Непреднамеренный эксперимент на людях - Наблюдая за вселенским хаосом. — ЖЖ)

Обрадованные врачи стали сравнивать и получилось, что всех болезней у облучённых столько же, как и у обычных людей. Кроме рака.
Рака оказалось меньше.
Внезапно!!!