3 / 22
Защита людей и космических аппаратов в космосе
Инженерный журнал: наука и инновации
# 5·2016 3
Максимально зарегистрированная энергия гамма-квантов сол-
нечных вспышек составила 300 МэВ, а мощность дозы радиации —
около 2 · 10
–6
Дж/с, что эквивалентно 3,4 · 10
–6
бэр/с [8]. Очевидно,
что главную проблему может представлять только мягкий рентген,
интенсивность которого максимальна в длинноволновой области (за-
кон излучения абсолютно черного тела Стефана — Больцмана). От
него легко защититься. Для поглощения жесткого рентгена энергией
20 кэВ с 10-кратным ослаблением достаточно защиты материала об-
шивки космического аппарата: сталь — 0,02 мм; алюминий — 0,12 мм.
Для поглощения гамма-излучения с минимальной энергией 250 кэВ
с 10-кратным ослаблением достаточно защиты: сталь — 23 мм; алю-
миний — 75 мм; вода — 350 мм; свинец – 3 мм.
Установлено, что наибольший вклад в суммарную дозу радиации
при солнечных вспышках вносят протоны с энергией 20…500 МэВ.
Частицы с меньшей энергией эффективно поглощаются обшивкой
космического аппарата. Относительно небольшие солнечные вспышки
дают максимальную плотность потока протонов с энергией 100 МэВ
не более 10
2
…10
3
частиц/(см
2
⋅
с), что сравнимо с плотностью потока
протонов во внутреннем радиационном поясе Земли. Максимальная
плотность потока протонов с энергией более 100 МэВ от наиболее
мощной вспышки 23 февраля 1956 г. составила 5
⋅
10
3
частиц/(см
2
⋅
с)
(около 0,05 бэр/с). Значения максимальной плотности потоков про-
тонов во время мощных вспышек возрастают по мере уменьшения
энергии. Так, 4 августа 1972 г. плотность потока протонов с энергией
50 МэВ превышала 5 · 10
5
частиц/(см
2
⋅
с) (около 0,04 бэр/с). Мощ-
ные вспышки происходят не чаще одной в несколько лет, так что
космические полеты малой длительности относительно безопасны
[9]. Электронная доля всегда больше, чем протонная, в 10–100 раз, а
энергия электронов в 100 раз меньше. Защититься от протонов сол-
нечных вспышек можно за обычной алюминиевой броней толщиной
4 см в специальном отсеке (табл. 1). Эффективный пробег электронов
в разных веществах в зависимости энергии приведен в табл. 2.
Таблица 1
Эффективный пробег протонов в алюминии в зависимости от их энергии
Энергия
протонов, МэВ
Пробег протонов,
см
Энергия протонов,
МэВ
Пробег протонов,
см
1
3
5
10
1,3
⋅
10
–3
7,8
⋅
10
–3
1,8
⋅
10
–2
6,2
⋅
10
–2
20
40
100
1000
0,27
0,7
3,6
148