МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ЛУЧИ КОСМИЧЕСКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВРЕМЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ПРОТОНОВ

РД 50-25645.152-90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Москва - 1991

РУКОВОДЯЩИЙ НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ

Дата введения 01.01.92

Настоящие методические указания устанавливают методику расчета изменений во времени энергетического спектра протонов солнечных космических лучей с энергией от 30 до 500 мэВ, реализующегося при солнечном протонном событии вне магнитосферы Земли на гелиоцентрическом расстоянии ~ 1 астрономическая единица.

Методические указания предназначены для оценки мощности поглощенной дозы солнечного протонного излучения, воздействующего на технические и биологические объекты в космическом пространстве.

1. Солнечное протонное событие рассматривают как случайное событие, полный поток и интегральный энергетический спектр протонов солнечных космических лучей в котором определяют по ГОСТ 25645.134.

2. Временные изменения энергетического спектра протонов солнечных космических лучей с энергией Е в солнечном протонном событии определяют, рассчитывая плотность потока протонов J(R, t), см^-2×с^-1×МВ^-1, с жесткостью R в разные моменты t солнечного протонного события по формуле

                                          (1)

где R - жесткость протонов, MB, с энергией Е, рассчитываемая по формуле

                                                                                       (2)

Е - энергия протона, МэВ;

t - момент времени солнечного протонного события, отсчитываемый от момента фиксирования оптической вспышки и лежащий в интервале 0,1 < t < 10t, с;

t - коэффициент, характеризующий длительность солнечного протонного события, с, и вычисляемый по формуле

                                                                                                 (3)

Т₀ - коэффициент, равный 2×10³ с;

N₃₀ - полный поток протонов с энергией больше 30 МэВ в рассматриваемом солнечном протонном событии, см^-2, определяемый по ГОСТ 25645.134;

R_a - асимптотическая жесткость спектра протонов, MB, вычисляемая по формуле

R_a = 0,8R₀;                                                                                                     (4)

R₀ - характеристическая жесткость спектра потоков протонов солнечных космических лучей за все солнечное протонное событие, MB, рассчитываемая на основе метода случайной выборки в соответствии с ГОСТ 25645.134;

А₀ - коэффициент, см^-2×с^-1×МВ^-1, вычисляемый по формуле

                                                                                            (5)

G - коэффициент, равный 2×10^-4 см^-2×с^-1.

3. Плотность потока протонов J(R, t) принимает значение, равное нулю при t ≤ 0,1 t или t ≥ 10 t.

4. Примеры расчета временных изменений энергетического спектра протонов с энергией Е солнечных космических лучей в солнечном протонном событии приведены в приложении.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ВРЕМЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ПРОТОНОВ СОЛНЕЧНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ В СОЛНЕЧНОМ ПРОТОННОМ СОБЫТИИ

Пример 1

Необходимо вычислить в моменты времени t = 3 ч и t = 5 ч после начала солнечного протонного события плотность потока протонов с энергиями Е, равными 30, 60, 100 и 200 МэВ.

Для этого необходимо выполнить следующие действия.

1. Из таблицы случайных чисел равномерно распределенных на интервале от 0 до 1 выбирают два любых числа, например n₁ = 0,78 и n₂ = 0,33

2. Вычисляют параметры N₃₀ и R₀ по формулам:

                                                     (6)

                                                        (7)

Получают значения параметров N₃₀ = 5,89×10⁷ см^-2 и R₀ = 65,32 MB.

3. Вычисляют параметры t, R_а и А₀ по формулам 3 - 5 настоящих методических указаний.

Получают значения t = 35014 с, R_a = 52,26 MB и A₀ = 12,78 см^-2×с^-1×МВ^-1.

4. Рассчитываем жесткость протонов R и плотность потоков протонов J(R, t) для заданных значений энергии Е по формулам 2 и 1 соответственно.

Результаты расчета представлены в табл. 1 и на черт. 1.

Таблица 1

1 - поток протонов в момент t = 3 ч,
2 - поток протонов в момент t = 5 ч

Черт. 1

Пример 2

Необходимо определить временные изменения потоков протонов с энергиями Е, равными 30 и 100 МэВ для моментов времени t от 1 до 30 ч.

Для этого необходимо, используя значения параметров N₃₀, R₀, t, А₀, R_а, R, полученные в примере 1 для потоков протонов с энергиями Е, равными 30 и 100 МэВ, выполнить вычисления по формуле 1.

Результаты расчета представлены в табл. 2 и на черт. 2.

Таблица 2

1 - поток протонов с Е = 30 МэВ; 2 - поток протонов с Е = 100 МэВ.

Черт. 2

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТЧИКИ

С.И. Авдюшин, д-р техн. наук; В.М. Балебанов, канд. физ.-мат. наук; В.В. Бенгин, канд. физ.-мат. наук; А.А. Волобуев; A.И. Григорьев, д-р мед. наук; А.Б. Малышев, канд. физ.-мат. наук; Н.А. Калинкина; Е.Е. Ковалев, д-р техн. наук; Е.Н. Лесновский, канд. техн. наук; Ю.И. Логачев, д-р физ.-мат. наук; Е.И. Морозова, канд. физ.-мат. наук; Е.В. Пашков, канд. техн. наук; Н.К. Переяслова, канд. физ.-мат. наук; B.М. Петров, канд. физ.-мат. наук; Н.Ф. Писаренко, д-р физ.-мат. наук; Ю.В. Потапов, канд. физ.-мат. наук; А.И. Сладкова, канд. физ.-мат. наук; И.Б. Теплов, д-р физ.-мат. наук; И.П. Шестопалов, канд. физ.-мат. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 21.12.91 № 3234

3. Срок первой проверки - 1997 г.

Периодичность проверки - 5 лет

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ