МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ЛУЧИ
КОСМИЧЕСКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВРЕМЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ПРОТОНОВ
РД 50-25645.152-90
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
КОМИТЕТ СССР
ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ
Москва
- 1991
РУКОВОДЯЩИЙ
НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ
Лучи
космические солнечные. Методика расчета
временных изменений энергетического спектра протонов
|
РД
50-25645.152-90
|
Дата введения 01.01.92
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 Е 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
(1)
где R -
жесткость протонов, MB, с энергией Е, рассчитываемая по формуле
(2)
Е - энергия протона, МэВ;
t - момент времени солнечного
протонного события, отсчитываемый от момента фиксирования оптической вспышки и
лежащий в интервале 0,1 < t
< 10t, с;
t - коэффициент, характеризующий длительность
солнечного протонного события, с, и вычисляемый по формуле
(3)
Т0 - 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, MB, вычисляемая по формуле
Ra
= 0,8R0; (4)
R0 - характеристическая
жесткость спектра потоков протонов солнечных космических лучей за все солнечное
протонное событие, MB, рассчитываемая на основе метода случайной выборки
в соответствии с ГОСТ 25645.134;
А0 - коэффициент, см-2×с-1×МВ-1, вычисляемый
по формуле
(5)
G - коэффициент, равный 2×10-4 см-2×с-1.
3. Плотность
потока протонов J(R, t)
принимает
значение, равное нулю при t
≤ 0,1 t или t ≥ 10 t.
4. Примеры
расчета временных изменений энергетического спектра протонов с энергией Е солнечных космических лучей в
солнечном протонном событии приведены в приложении.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ВРЕМЕННЫХ
ИЗМЕНЕНИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ПРОТОНОВ СОЛНЕЧНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ В СОЛНЕЧНОМ ПРОТОННОМ СОБЫТИИ
Пример 1
Необходимо
вычислить в моменты времени t = 3
ч и t = 5 ч после начала солнечного
протонного события плотность потока протонов с энергиями Е, 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:
(6)
(7)
Получают
значения параметров N30 =
5,89×107 см-2
и R0 = 65,32 MB.
3. Вычисляют
параметры t, Rа и А0 по формулам 3 - 5 настоящих методических указаний.
Получают
значения t = 35014 с, Ra = 52,26
MB 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 Е по формулам 2 и 1 соответственно.
Результаты
расчета представлены в табл. 1 и на черт. 1.
Таблица 1
Энергия протонов E, МэВ
|
Жесткость
протонов R, MB
|
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
|
1 - поток протонов в момент t = 3 ч,
2 - поток протонов в момент t = 5 ч
Черт.
1
Пример 2
Необходимо определить
временные изменения потоков протонов с энергиями Е, равными 30 и 100 МэВ для моментов
времени t от 1 до 30 ч.
Для этого
необходимо, используя значения параметров N30, R0, t, А0, Rа, R, полученные в примере 1 для
потоков протонов с энергиями Е,
равными 30 и 100 МэВ, выполнить вычисления по формуле 1.
Результаты
расчета представлены в табл. 2 и на черт. 2.
Таблица 2
Энергия протонов Е, 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
|
1 - поток протонов с Е = 30 МэВ; 2 - поток
протонов с Е
= 100 МэВ.
Черт.
2
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТЧИКИ
С.И. Авдюшин, д-р техн. наук; В.М.
Балебанов, канд. физ.-мат. наук; В.В. Бенгин, канд. физ.-мат. наук; А.А.
Волобуев; A.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; B.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
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
|
Номер пункта, приложения
|
ГОСТ 25645.134-86
|
1, 2,
приложение
|