磁场下夹层结构的高能电子屏蔽性能

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1、磁场下夹层结构的高能电子屏蔽性能陈托汤晓键陈飞达倪敏轩张云南京航空航天大学核科学与工程系材料工程实验室针对空间高能电子环境可能造成的航天设备故障、宇航员辐照损伤等情况，棊于电子束返回效应，提出了一种磁场下金属/真空夹层式高能电子屏蔽结构。采用Geant4软件，模拟空间高能电子连续能谱，研宄磁场下夹层式结构的高能电子屏蔽性能。此外，建立体素模型，计算射线在人体中的累积剂量，从而评估磁感应强度、屏蔽体材料对屏蔽性能的影响。结果表明：与传统被动屏蔽方式相比，夹层式结构具有电子屏蔽性能高、生成透射次级X射线少的特点;随着磁感应强度增加，

2、体模中累积剂量下降，证明夹层结构的电子屏蔽性能不断提升;Ti/Ti材料组合的屏蔽方式具有更优越的高能电子屏蔽性能。该结构具备较好的高能电子屏蔽性能，将来有望对空间高能电子辐射环境进行有效防护。关键词：夹层结构;磁场;电子屏蔽;电子束返回效应;剂量评估;陈托（1992—），男，生，从事新型辐射屏蔽材料研宄；chentuo@nuaa.edu.cn。汤晓斌（1978—），男，教授，从事核技术及应用研究；tangxiaobin@nuaa.edu.cn。2017-06-21基金：南京航空航天大学研允生创新基地开放基金（kfjj201606

3、08,kfjj20170609）Shieldingabilityofsandwichconfigurationforhigh-energyelectronsinmagneticfieldChenTuoTangXiaobinChenFeidaNiMinxuanZhangYunDepartmentofNuclearScience&Engineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics;Abstract：Giventheaerospaceequipmentfailureand

4、radiationdamageofastronautscausedbyspatialhigh-energyelectron,ametal/vacuumsandwichconfigurationwasproposedbasedonelectronreturneffectsinducedbymagneticfield.Thecontinuousenergyspectrumofspatialhigh-energyelectronwassimulatedandshieldingabilityofsandwichconfiguration

5、inmagneticfieldwasinvestigatedbyusingtheMonteCarlomethod.Moreover,theinfluencesofmagneticfluxdensityandlayerofmetalontheshieldingpropertyofsandwichsystemswereinvestigatedbyusingafemaleChinesehybridreferencephantombasedoncumulativedose.Resultsshowthatthesandwichsystem

6、spresentedhaveimprovedshieldingabilitytoelectronsandlesssecondaryX-raytransmissionsthantheconventionalsystems.Thecumulativedosedecreasedandshieldingabilityincreasedwithincreasingmagneticfluxintensity.TheTi/Tisandwichconfigurationexhibitedsuperiorhigh-energyshieldingp

7、erformance.Duetoitseffectivehigh-energyelectronshieldingability,thistypeofshieldingsystemmightbeusedforfurtherspaceradiationprotectioninahighenergyelectronenvironment.Keyword：sandwichconfiguration;magneticfield;electronshielding;electronreturneffects;doseevaluation;R

8、eceived：2017-06-21空间高能电子辐射防护的研究，对航天器、空间站的运行以及宇航员安全至关重要。一方面，航天器进行空间探索吋，要穿过地球轨道，势必会遭遇地球辐射带高能量电子及其次级x射线m。另一方面，在研究宇宙星系时，航天设备也需要长期处于高能电子