Метод дистанционного контроля радиационных параметров космических аппаратов на основе рентгенофлуоресцентного анализа
Аннотация:
Предмет исследования. Существующие международные юридические акты, инструменты и процедуры не гарантируют обеспечения паритетных условий для освоения и использования космического пространства. Необходимы средства объективного контроля космических аппаратов, на борту которых могут находиться изделия с делящимися материалами. Инспекция таких объектов может проводиться методами рентгенофлуоресценции. Однако в рассматриваемой предметной области применение подобных методов мало изучено. В данной работе предложен метод получения спектров рентгенофлуоресцентного излучения материалов, исследуемого объекта на основе расчета пространственно-энергетических характеристик рентгеновского излучения. Метод. Спектры рентгенофлуоресцентного исследования объектов получены на основе расчета пространственно-энергетических характеристик рентгеновского излучения по разработанным авторами оригинальным геометрической (математической) и имитационным моделям. При расчетах учтена сложная слоистая система объекта с учетом долей высокоэнергетического флуоресцентного излучения вышележащих слоев. Предложен численный эксперимент с использованием программы, которая позволяет выбрать проекции объекта, подвергаемого рентгеновскому облучению, длину волны и интенсивность параметров излучателя. С помощью полученного пространственно-энергетического распределения квантов излучения и физических свойств среды прохождения излучения решена задача поиска координат и углов пересечения треков пучков квантов в каждой области объекта. Результат программной обработки отображен в виде результирующего спектра. Полученный спектр позволил сделать вывод о химическом составе материалов инспектируемого объекта. Пучок рентгеновского излучения, достигающий объекта, смоделирован в виде пятна площадью, соизмеримой с сечением аппарата в виде выбранного геометрического примитива — квадрата. Площадь пятна падающих фотонов рассчитана по заранее задаваемому углу расхождения. Основные результаты. На основе открытых научных работ выбрана физическая модель объекта с ядерными делящими материалами W88 (США). Приняты следующие характеристики рентгеновских пучков (подпучков): когерентный пучок фотонов с длиной волны 0,005 нм; угол рассеяния пучка 1°, число квантов от 1·1015 (для дистанции облучения 10 м) до 1·1021 (для дистанции 10 км); площадь детектора излучателя 4 м2. Получен результирующий спектр рентгеновской флуоресценции, представляющий химический состав узлов и блоков аппарата и объекта, находящегося внутри. Наличие на борту объекта специфических изделий подтверждается характеристическими линиями с нормированными длинами волн, которые демонстрируют присутствие химических элементов радиоактивного ряда. Практическая значимость. Полученные результаты могут найти применение при разработке оборудования и программного обеспечения устройств космических аппаратов, при контроле наличия распадающихся материалов на борту инспектируемого аппарата.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Исследование дисперсионных свойств конгруэнтного кристалла ниобата лития терагерцовом диапазоне частот
- Исследование влияния наведенных механических напряжений, вызванных герметизацией стеклоприпоем, на значение коэффициента поляризационной экстинкции в двулучепреломляющем оптическом волокне
- Волоконно-оптический амплитудный датчик направления и величины изгиба
- Компенсация внешних возмущений для многоканальных систем с запаздыванием в управлении
- Построение криптографических схем, основанных на эллиптических кривых над рациональными числами
- Алгоритм генерации проектных решений для управления данными и проектно-производственными процедурами на этапах жизненного цикла электронного изделия
- Способ повышения эффективности комплексной обработки данных дистанционного зондирования Земли при решении задач мониторинга пространственных объектов
- Разработка модели обнаружения сетевых аномалий трафика в беспроводных распределенных самоорганизующихся сетях
- Применение FN-корректора с целью повышения качества классификации аудиособытий
- Усиление роли микроархитектурных этапов проектирования встраиваемых систем
- Многомерный двоичный классификатор дерева решений на основе неглубокой нейронной сети
- Организация фаззинг-тестирования многопоточных приложений на основе метода распараллеливания независимых переходов
- Метод защиты нейронных сетей от компьютерных бэкдор-атак на основе идентификации триггеров закладок
- Программная инструментальная система создания адаптивных пользовательских интерфейсов
- Облегченная система рекомендаций для анализа социальных сетей с использованием гибридного алгоритма классификатора BERT-SVM
- Метод обнаружения инцидентов информационной безопасности по аномалиям в биометрических поведенческих чертах пользователя
- Моделирование случайных процессов на основе преобразования Карунена–Лоэва
- Управление численной диссипацией гибридного метода крупных частиц в задачах с вихревой неустойчивостью
- Численная модель импульсного подкритического стримерного сверхвысокочастотного разряда для задач плазменного поджига топливных смесей в газовой фазе
- Численное исследование прямой, винтовой и спиральной капиллярной трубок для хладагента CO2
- Восстановление информации в зашумленном канале методом фантомной визуализации со спектральным мультиплексированием в оптическом диапазоне