中能电子成像仪探头的设计

利用小孔成像原理对中能电子成像仪探头的机械结构进行了设计,为保证探头单元暴露于外辐射带辐射环境12年的总剂量小于5 krad,确定其壳体厚度为约3 mm的铜,探头的角分辨率为20;根据带电粒子在硅中的能量损失规律对探测器进行了防质子污染设计,确定了探测器厚度为1000 m,其屏蔽层厚度为10 m等效硅。最后对设计探头的质子污染率进行了计算,结果表明该中能电子成像仪探头的设计满足外辐射带空间中能电子探测的需求,为中能电子成像仪的研制奠定了基础。     

质子剂量微分谱预估空间辐射剂量

利用M on te C arlo方法结合小体积元人体模型对航天员空间质子辐射剂量进行估算。使用核磁共振全身扫描图像,通过识别组织器官,再利用参考人数据,建立由4mm×4mm×4mm小体积元组成的人体模型。该人体模型包括23种辐射敏感器官,并用查找表技术压缩模型数据。使用GEANT 4 M on te C arlo程序包,结合该模型,计算得到各个组织器官单能质子入射下的微分剂量估计谱库。对空间质子微分注量谱和微分剂量能谱积分,得到空间辐射剂量估计值。估算出1972年8月太阳质子事件的皮肤当量剂量为9 256 cSv,与文献值9 350 cSv相近,验证了算法的可行性。     

小波配置法中对边界处理的改进

提出了小波配置法中第二类边界条件的处理方法，且引入外以的概念，使该方法进上步改进，有效地降低了计算要复杂度，并将此方法应用到求解静电场中的二维偏微分方程取得较好结构。     

Study of magnetic field expansion using a plasma generator for space radiation active protection

There are many active protecting methods including Electrostatic Fields, Confined Magnetic Field, Unconfined Magnetic Field and Plasma Shielding etc. for defending the high-energy solar particle events (SPE) and Galactic Cosmic Rays (GCR) in deep space exploration. The concept of using cold plasma to expand a magnetic field is the best one of all possible methods so far. The magnetic field expansion caused by plasma can improve its protective efficiency of space particles. One kind of plasma generator has been developed and installed into the cylindrical permanent magnet in the eccentric. A plasma stream is produced using a helical-shaped antenna driven by a radio-frequency (RF) power supply of 13.56 MHz, which exits from both sides of the magnet and makes the magnetic field expand on one side. The discharging belts phenomenon is similar to the Earth's radiation belt, but the mechanism has yet to be understood. A magnetic probe is used to measure the magnetic field expansion distributions, and the results indicate that the magnetic field intensity increases under higher increments of the discharge power.     

纳秒脉冲空气辉光放电等离子体及应用

采用基于半导体断路开关的纳秒脉冲高压电源,在两个金属电极之间产生放电区间为1 600 mm×100 mm×25 mm的常压辉光空气等离子体。等离子体发生器采用负高压针电极阵列与平板阳极结构,针电极的直径为1 mm,长度为20 mm,针电极之间的间隔为20 mm,针电极与平板零电位之间的距离为25 mm,在每个负高压针电极末端周围同时形成圆锥形辉光放电,在平板地电极则形成大面积辉光放电。采用电压探针测量了该新型等离子体的放电特性,结果表明：放电脉冲的上升时间为26 ns,最高脉冲输出峰值电压为27 kV;利用该辉光等离子体对幅宽为1 000 mm聚四氟乙烯薄膜进行了表面改性处理,处理后其表面接触角由原来的124°降到69°,亲水性能大为提高。     

女性航天员空间辐射防护需求分析

为了保障女性航天员的健康和安全,需要对其空间辐射风险进行评估与分析,并提出合理有效的防护建议.文中建立了符合中国女性航天员体征特点的空间辐射剂量计算模型.利用Monte Carlo方法,分别计算了0 g/cm²和5 g/cm²铝屏蔽条件下,不同能量的质子、碳离子和铁离子在女性各组织器官中的剂量分布情况.结合空间辐射环境能谱,对不同飞行任务期间女性航天员的空间辐射防护需求进行了分析.结果表明：对于中长期飞行、载人登月以及深空探索等任务,应针对女性的性器官做相应的局部防护,同时加强空间辐射防护新方法和新技术的研究.     

Monte Carlo方法在载人航天辐射安全性评价中的应用

为了评价航天员在外层空间的辐射危害,建立了载人航天辐射安全评价体系,该体系用于航天员个人剂量预估及辐射危害评价。该文利用Monte Carlo应用程序GEANT 4,结合计算机化的三维人体模型,模拟质子在空间的各向同性条件,估算了单能质子造成航天员11个辐射敏感器官的吸收剂量值;并且利用某次神舟飞船所测得的质子各能量段注量数据,估算了此次飞行中各辐射敏感器官的剂量,其中皮肤剂量与飞船上所用的L iF剂量计所测得的剂量值拟合较好,与俄美所测量和计算值100~300μG y/d接近。     

空间辐射剂量及屏蔽效应研究

为分析空间辐射剂量及屏蔽效应,建立空间辐射剂量Monte Carlo评估方法.建立了符合空间辐射点点分布均匀、处处各向同性的抽样方法,并实现了基于体元的人体屏蔽模型.计算了3种屏蔽厚度下质子空间辐射的器官当量剂量和有效剂量分布,分析了不同厚度的屏蔽效果.结果表明,器官当量剂量在100～200 MeV之间存在高峰,有效剂量在200 MeV左右存在高峰;随能量增加,次级粒子有效剂量贡献增大,重粒子增长速度最快;提出了加大眼晶体和性腺屏蔽厚度,开发新型辐射屏蔽材料的建议.     

中能电子成像仪探头的设计

利用小孔成像原理对中能电子成像仪探头的机械结构进行了设计,为保证探头单元暴露于外辐射带辐射环境12年的总剂量小于5krad,确定其壳体厚度为约3mm的铜,探头的角分辨率为20°;根据带电粒子在硅中的能量损失规律对探测器进行了防质子污染设计,确定了探测器厚度为1000μm,其屏蔽层厚度为10μm等效硅。最后对设计探头的质子污染率进行了计算,结果表明该中能电子成像仪探头的设计满足外辐射带空间中能电子探测的需求,为中能电子成像仪的研制奠定了基础。