Многослойные биметаллические среды как метод защиты от радиационного излучения

Abstract

Анализируются многослойные биметаллические среды как средство защиты околоземных космических аппаратов от радиационного космического излучения. Проведена оценка радиационных потерь энергии электрона в неоднородных средах, которые могут быть сформированы либо слоями материалов с различными диэлектрическими постоянными, либо смоделированы изменяющейся по гармоническому закону в пространстве диэлектрической проницаемостью. Показано, что в неоднородных средах с изменяющейся по гармоническому закону в пространстве диэлектрической проницаемостью радиационные потери электрона пропорциональны квадрату параметра неоднородности, т.е. малы. В случае, когда в периодической слоистой среде с резкими границами выполняются условия параметрической связи собственных волн среды, радиационные потери электрона пропорциональны параметру неоднородности в первой степени и сравнимы с потерями, которые обусловлены элементарными актами рассеяния. Средняя длина потерь на излучение электрона с энергией 2(6) МэВ в многослойной биметаллической среде вольфрам-алюминий при значении периода L ≈ 0,3·10^-6 см сравнима со средним пробегом электрона в такой среде. Характеристические углы излучения при этом имеют дискретный характер и направлены от 0 до 180°. С увеличением угла излучения мощность потерь растет и максимальна для характеристических углов, близких к 90°.

Аналізуються багатошарові біметалічні середовища як засіб захисту навколоземних космічних апаратів від радіаційного космічного випромінювання. Проведена оцінка радіаційних втрат енергії електрона в неоднорідних середовищах, які можуть бути сформовані або шарами матеріалів з різними діелектричними постійними, або змодельовані діелектричною проникністю, що змінюється за гармонійним законом у просторі. Показано, що в неоднорідних середовищах з діелектричною проникністю, що змінюється за гармонійним законом у просторі, радіаційні втрати електрона пропорційні квадрату параметру неоднорідності, тобто малі. У випадку, коли у періодичному шаруватому середовищі з різкими межами виконуються умови параметричного зв'язку власних хвиль середовища, які випромінюються електроном, радіаційні втрати електрона пропорційні параметру неоднорідності в першому ступені й порівнянні із втратами, які обумовлені елементарними актами розсіювання. Ефективна довжина втрат на випромінювання електрона з енергією 2(6) МеВ у багатошаровому біметалічному середовищі вольфрам-алюміній при значенні періоду L ≈ 0,3·10^-6 см порівнянна із середнім пробігом електрона в такому середовищі. Характеристичні кути випромінювання при цьому мають дискретний характер і спрямовані від 0 до 180°. Зі збільшенням кута випромінювання потужність втрат росте і максимальна для характеристичних кутів, близьких до 90°.

Multilayer bimetallic media as means of protection of the earth`s space vehicle from radioactive space radiation is described in the proposed paper. Evaluation of radiation losses of electron energy in inhomogeneous media is carried out; these media may be formed by layers of materials with different dielectric constants or they may be simulated by dielectric permittivity varying in space by harmonic law. It is shown that in such media the radiation losses of electron are proportional to the square of parameter of inhomogeneity, that is the losses are low. In the case when in periodic laminar medium with sharp boundaries the conditions of parametric union of self-waves of medium are satisfied, the losses of electron are proportional to the inhomogeneity parameter to first power and are comparable with losses that are caused by elementary events of scattering. The mean length of radiation losses of electron with energy 2(6) MeV in multilayer bimetallic medium tungsten-aluminum with period L≈0,3·10^-6 cm is comparable with mean path of electron in such medium. The characteristic angles of radiation have the discrete character and are directed from 0 to 180°. The power of losses increases with the radiation angle increase and is maximal for characteristic angles approaching 90°.