航天材料辐射防护性能的模拟研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文航天材料辐射防护性能的模拟研究姓名：杨浩申请学位级别：硕士专业：核技术及应用指导教师：魏志勇20090101南京航空航天大学硕士学位论文摘要近地空间是各种载人飞船、应用卫星、空间站的主要活动区域。区域内存在大量由地磁场捕获的高能带电粒子，严重影响航天器和航天员的安全。随着我国载人航天事业的飞速发展，对空间辐射防护材料的研究具有日益重要的意义。本文把航天器辐射防护问题与航天器载重问题相结合。用蒙特卡洛方法模拟计算质子在航天器中的质量射程和质量阻止本领，对比了各种航天器材料对质子的辐射防护性能。先模拟多种简单材料的质量射程和质量阻止本领。通过对比分析得出结论：同等

2、质量条件下，材料的辐射防护性能随其原子序数的降低而增加。因此从理论上来说，采用低原子序数的材料有利于增强航天器抗辐射能力，提高航天器的稳定性。再结合实际空间环境，模拟多种常用航天材料的辐射防护效果。对比分析先进复合材料在航天器辐射防护上的优势。得出结论：在空间环境中先进复合材料比传统的Al材料有更好的辐射防护性能。其中成分以聚乙烯为主的复合材料对质子的辐射防护性能最好。其在航天器辐射防护上将有很好的应用潜力，而铝锂合金为主的复合材料在航天器的结构部位将有很好的应用价值。关键词：Geant4，质子，射程，阻止本领，航天器，复合材料I航天材料质子防护性能的模拟研究AbstractNear-E

3、arthspacefilledavarietyofapplicationssatellites，mannedspacecraft，mannedspacelaboratory.Thereareagreatdealofhigh-energyparticleswhichwerecapturedbythemagneticfield,seriouslyaffectingspacecraft，detectionequipmentandastronautsafety.Alongwiththeswiftdevel-opmentofourspaceflightenterprise,theresearcho

4、fradiationshieldmaterialhavemoreandmoreimportantmeaning.Thisarticleconsiderstheradiationprotectionpropertyofspacecraftmaterialstogetherwiththeproblemofspacecraft'scarryingcapacity.Thisarticlemakestheappraisalfromtheradiationshieldangletoastronauticsmaterial'sbarrierpropertyWiththeMonte-Carlometho

5、d.TheradioprotectioncapabilityofmaterialtotheProtonwasappraisedfromtheperspectivesofstoppingpowerandrange.ManykindsofsimplematerialsaresimulatedonRadiationProtectionproperty.Theconclusionisgottenbycontrastingthemassrangeandmassstoppingpowerofmanykindsofsimplematerials.Underthesamelevelqualitycond

6、ition,theradiationshieldabilityreducesalongwiththeincreasingoftheatomicityofmaterial.Therefore,generallyspeaking,itisadvantageoustousethelowatomicnumbermaterialsinordertostrengthenthespacecraftanti-emissivityandenhancesspacecraft'sstability.Takeintoaccounttheactualspacecondition,severalspacefligh

7、tmaterialsaresimulatedaboutradiationshieldeffect.Therearefollowingconclusions.TheadvancedcompoundmaterialshavethebetterradiationshieldperformanceinthespaceenvironmentcomparedtothetraditionalAlmaterial.Andtheingredienti