Ist die Strahlendosis durch kosmische Strahlung hinter 50 cm Abschirmung höher oder niedriger?

Ich habe gesehen, dass es heißt, dass, weil hochenergetische GCR-Partikel einen Sprühnebel von Sekundärpartikeln verursachen, wenn sie Material passieren, selbst hinter einer ziemlich dicken Abschirmung mehr Strahlung vorhanden ist, als wenn überhaupt keine Abschirmung vorhanden ist. Ein Artikel von Vanessa Aulessa wurde verwendet, um die folgende Grafik in einem Vortrag von Rob Mueller zu erstellen

Die gcr-Dosis beginnt bei 0,015 Sv, erreicht einen Spitzenwert bei 0,13 Sv bei 180 g/cm2 und fällt auf 0,02 Sv bei 500 g/cm2 ab

Aber mir wurden auch Grafiken gezeigt, die zeigen, dass die kosmische Strahlung abfällt, sobald sie auf eine Abschirmung trifft. Die folgende Grafik aus einem Artikel von Donald Rapp (7. Seite) zeigt diese Version:

gcr beginnt bei 60 cSv, fällt nach 10 g/cm2 auf durchschnittlich 40 cSv und schwächt sich nach 50 g/cm2 auf weniger als 30 cSv ab

Diese Folienpräsentation von Martha Clouddsley kommt zu demselben Schluss und listet die verwendeten Transportmodelle auf.

Ich habe beide Modelle gesehen, auf die an anderer Stelle verwiesen wird. Warum widersprechen sie sich scheinbar?

Diese Art von Kaskadenberechnungen und Dosimetrieschätzungen sind ziemlich – wirklich – kompliziert und es können erhebliche Unterschiede zwischen Definitionen, Spallationsertragsmodellen und anderen Annahmen bestehen. Das zweite Papier wird möglicherweise nicht von Physikern begutachtet, die sich mit dieser Art der Modellierung auskennen (zwei Gutachter, einer ist auch der Herausgeber! ), Ich würde es mir nicht einmal die Mühe machen, es noch einmal anzusehen. Dies ist eine knifflige Modellierung, und ich würde mich an Quellen halten, die von anerkannten Modellen stammen, die viele Male Peer Review bestanden haben. Leider kann dies einige Paywall-Minderungstricks erfordern.
„Tripathi et al. (2001) haben die Ergebnisse detaillierter Transportberechnungen für verschiedene Abschirmmaterialien in eine Abschirmdesign-Datenbank aufgenommen.“ Tripathi et al (2001) wurde in welcher Zeitschrift veröffentlicht? Gesellschaft der Automobilingenieure !
@uhoh - ich habe gehofft, irgendwie Klarheit von wahren Experten zu bekommen, weil mir klar ist, dass dies nicht etwas ist, auf das ich mich einfach verlassen kann. Warte... Donald Rapp, wie ich jetzt sehe, ist ziemlich umstritten...
Der relevante Teil des Videos beginnt kurz nach dem Öffnen des Links, wenn auf den Link geklickt wird. Ich empfehle den Rest jedoch als im Allgemeinen sehr interessant. Es ist nicht allzu komplex – es ist eine Einführung – aber es deckt viel Boden aus einer echten praktischen Perspektive ab.
Ich habe eine weitere Referenz für die zweite Grafik hinzugefügt, die von einem Forscher der NASA Langley.
Es gibt sowohl kosmische Hintergrundstrahlung als auch Sonnenereignisse. Es braucht Zeit, um dies durchzugehen und sicherzustellen, dass Sie jeden Schritt und jede Annahme verstehen. Hoffentlich kommt bald jemand, der die Antwort schon kennt und antwortet? Ansonsten werde ich sehen, was ich tun kann, aber es wird nicht schnell gehen. Sehen Sie diese drei plus einige davon und auch das – Abbildung 4-7 ist erstaunlich!
Signifikanter Unterschied: Menge der kosmischen Strahlung vs. vom menschlichen Körper absorbierte Strahlendosis. Für die energiereichsten kosmischen Strahlen ist der menschliche Körper völlig durchsichtig, sodass sie harmlos passieren. Aber verlangsamen Sie sie gerade genug mit einem Schild, der gerade dick genug ist ...
@SF Ich nehme an, es lohnt sich, das genauer zu sagen - die Wahrscheinlichkeit, dass ein kosmischer Strahl mit sehr hoher Energie etwas trifft, wenn er durch ein Schiff geht, ist gering, aber wenn dies der Fall ist, dann gibt es einen Schauer von Teilchen mit niedrigerer Energie langsamer und haben eine größere Chance, etwas anderes zu treffen, während sie sich noch im Schiff befinden, und wenn doch, dann gibt es einen weiteren Schauer von Partikeln, die noch langsamer sind und eine noch größere Chance haben, etwas anderes zu treffen ... und wenn diese Kaskade weit genug kommt, an der richtigen Stelle, eine große Anzahl erzeugter Partikel viel Schaden in dir anrichtet?
@SF habe ich das richtig verstanden? Weil ich irgendwie gefragt habe, ob das das richtige Bild ist ...
@kimholder: Wenn ich das wüsste, würde ich das als Antwort posten. Ich erinnere mich irgendwie, dass hier jemand darüber gesprochen hat, aber ich wollte wirklich nicht in die feineren Details gehen, an die meine Erinnerung lückenhaft ist.
@SF Vielleicht war es das? space.stackexchange.com/a/9388/4660 Als du das gesagt hast, hat es mich genervt, aber es hat eine Weile gedauert, bis ich es wiedergefunden habe. Ich hatte vorher Probleme damit, aber es sinkt langsam ein ... Für HZEs ist es also ihre Ladung und Geschwindigkeit

Antworten (1)

Diese beiden Grafiken zeigen nicht dasselbe. Die Vorlesungsfolie ist irreführend beschriftet, aber die Originalarbeit macht deutlich, dass die Tabelle nur Neutronen zeigt, die hauptsächlich durch Schildabsplitterung erzeugt werden. Das steigt zwar mit zusätzlicher Abschirmung (keine Abschirmung bedeutet keine Spallation), aber die Gesamtdosis einschließlich anderer Quellen sinkt.

Siehe Abbildung 7 im zweiten Artikel für ein Diagramm, das die verschiedenen Komponenten der Strahlungsdosis zeigt, wenn die Abschirmungsdicke erhöht wird.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Aulessa-Papier erwähnt „leichte Nukleonen“, also auch Protonen. Aber ich war frustriert über das Fehlen von Zitaten darüber, weil es von woanders zu kommen scheint. Rapps Aufsatz ist viel spezifischer und fokussierter, aber es fällt mir schwer, in Einklang zu bringen, dass ein NASA-Vortrag speziell über langfristige Lebensräume auf dem Mond das nicht richtig machen würde. Könnten hier noch andere Faktoren hinzukommen? Sie haben wirklich etwas so Zentrales so falsch verstanden?
Wenn ich mir diese Darstellung eine Weile ansehe, bin ich immer verwirrter über die Quelle der hohen Z-Ionen. Was ist die tatsächliche Quelle von Z>= 10 (Neon und schwerer) Ionen, die mit einer Abschirmung von mehreren zehn Zentimetern abnehmen? Sind sie energetisch, wie >100 MeV, und werden außerhalb der Abschirmung oder in der Abschirmung erzeugt, oder sind sie niederenergetisch und werden im Inneren des Körpers als Rückstoß von leichteren Teilchen erzeugt?
@kimholder Andere Partikel werden erwähnt, aber die Punkte in der Grafik entsprechen direkt einer Tabelle, die spezieller gekennzeichnet ist. Es ist weniger falsch als unvollständig - und die Sekundärpartikel sind möglicherweise am relevantesten, da jeder Schild, der sie blockieren kann, auch nichts anderes durchlässt.
@uhoh Siehe Abschnitt Strahlungsquellen von Rapp - Der GCR hat eine relativ kleine Anzahl größerer Partikel, aber da er groß und energiereich ist, möchten Sie nicht von ihnen getroffen werden.
Yikes - ich verstehe, was du meinst! Sowohl die galaktische kosmische Strahlung als auch die Sonnenstrahlen haben, sehr grob, ein Prozent schwere Ionen, und zwar mit d E / d x ∼ Z 2 das ist eine große Sache. HZE !
Okay, es hat eine Weile gedauert, bis ich es richtig durchgegangen bin, aber ich glaube, ich verstehe jetzt, was du meinst. Das Diagramm von Simonsen endet also bei 75 g/cm2, und das Diagramm von Aulessa erreicht einen Spitzenwert von etwa 150 g/cm2. Wäre es vernünftig zu sagen, dass das Abklingen der Gesamtdosis über diesen Punkt hinausgehen oder die Steigung ändern würde?
Rapp scheint den Neutronenpeak früher zu platzieren, aber das ist angesichts all der Annahmen, die in einem komplexen Modell abweichen können, nicht unvernünftig. Der große Unterschied liegt in den Zielen – Rapp entwirft für eine Marsmission und muss nur eine zweijährige Mission unter der zulässigen Lebensdosis erreichen, damit er den 5-Meter-Schild als abnehmend abtun kann, insbesondere wenn dieser Schild und die tragende Struktur wiegen würden doppelt so viel auf dem Mars. Aulessa strebt Dosen auf Erdoberflächenniveau an, sodass eine Abschirmung von 1 m unzureichend ist und die detaillierten Auswirkungen des ersten Meters der Abschirmung ignoriert werden können.
Ist die Strahlendosis durch kosmische Strahlung hinter 50 cm Abschirmung höher oder niedriger?
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