首页 期刊 宇航学报 行星际空间质子引起介质深层充电的GEANT4模拟研究 【正文】

行星际空间质子引起介质深层充电的GEANT4模拟研究

作者:秦晓刚 贺德衍 杨生胜 王骥 兰州大学物理科学与技术学院 兰州730000 真空低温技术与物理国家重点实验室 兰州730000
行星际   介质   深层充电   质子   geant4  

摘要:高通量的空间质子是导致行星际航天器深层充电的主要原因,基于辐射诱导电导率模型(RIC)和粒子输运模拟工具GEANT4对介质材料在质子辐照条件下的深层充电问题进行了预估。利用GEANT4-RIC充电计算方法,首先计算出10MeV质子在Kapton和Teflon中的注量和剂量沉积曲线,进而根据电流连续性方程、泊松方程和电荷俘获方程组成的辐射诱导电导率模型(RIC)求解出介质内电荷和电场分布,与介质击穿电场阈值对比作为其是否发生放电的依据。模拟结果证实了对10MeV质子,在质子注量为3×10^12/cm^2时Kapton会发生放电,而Teflon则不会发生放电的一般性试验结论。验证了GEANT4-RIC方法用于行星际航天器介质材料质子充放电评价的可行性,为此类问题的解决奠定了基础。

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