XXIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Разработка пассивной защиты от космического излучения. Проектирование градиентной композитной защиты

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Елисейкина Е.А. 1

---

1МБОУ "ГИМНАЗИЯ № 6"

Сокалина А.Н. 1

---

1МБОУ СОШ 6

Работа в формате PDF

888.3 KB

ВВЕДЕНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОЕКТА.

Одной из главных перспектив развития отечественной и мировой пилотируемой космонавтики является покорение космоса, т.е. выход за пределы орбиты земли. Одна из проблем длительного нахождения космонавтов в космосе – это космическое излучение, которое, в основном, включает в себя протонное и электронное излучение [1]. Кроме того, внутри космического аппарата на космонавтов дополнительно может воздействовать нейтронное и вторичное рентгеновское излучение, которые образуются в результате прохождения заряженных частиц через металлические стенки космического аппарата. Все это значительно сокращает время пребывания космонавтов на орбите и не позволяет проводить длительные космические миссии.

В рамках данного проекта я мною будет рассмотрена пилотируемая миссия на Марс. Одна из главных причин, почему эту планету еще не колонизировали – космическое излучение. Почему именно Марс?

• Есть хоть какая-то атмосфера.

• Были замечены углубления, похожие на русла рек, из чего следует возможная жизнь на планете.

• После очистки марсианский грунт можно использовать для выращивания растений

• Имеются разнообразные полезные ископаемые (железо, алюминий, титан, магний и др.)

• Благодаря меньшей гравитации проще осуществлять запуски на орбиту.

Цель проекта: разработать систему градиентной композитной защиты с низким вторичным излучением которая обеспечит допустимую дозу излучения в жилом отсеке космического аппарата.

Задачи:

1) Изучить современные технологии пассивной защиты космического корабля от радиации.

2) На основе актуальных научных исследований выбрать материалы и аргументировать, почему они подойдут, сравнить их.

3) На основе наиболее подходящих для защиты от радиации материалов создать прототип пассивной защиты космического корабля. Обосновать выбранные толщины и порядок расположения материалов.

4) Провести оценочный расчёт эффективности предложенной конструкции.

5) Проанализировать плотность полученной защиты, войдет ли она в рамки допустимых.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕРИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ.

1.1 Виды космической радиации и их характеристика.

Наиболее фундаментальным и трудноустранимым фактором являются галактические космические лучи (ГКЛ). Это ядра различных химических элементов с огромной кинетической энергией. Состав: 85% - протоны, 14% - ядра гелия, 1% остальные в-ва (например, ядра железа). ГКЛ считаются самыми опасными как для космического оборудования, так и для человеческого организма. Если такая частица прилетит в космический корабль, защититься от нее практически невозможно.

Вторым важным источником радиационной опасности выступают солнечные космические лучи (СКЛ). В спокойном состоянии солнце относительно не опасно. Это просто солнечный ветер (протоны, электроны, альфа-частицы), но, когда случаются вспышки, частицы разгоняются до огромных скоростей, увеличивая свою энергию и уже частицы несут огромную опасность.

Третьим источником, который необходимо учитывать при старте с Земли, являются радиационные пояса нашей планеты (РПЗ) — области магнитосферы, где магнитное поле удерживает огромное количество заряженных частиц высоких энергий. Структура радиационных поясов включает два основных компонента. Внутренний пояс состоит преимущественно из протонов высоких энергий. Внешний образован главным образом электронами. Однако, в наше время, найдена такая траектория, по которой космический корабль находится в этих поясах наименьшее время.

1.2 Анализ взаимосвязи ГКЛ и СКЛ.

График распространенности элементов (атомных ядер) тяжелее водорода в галактических и солнечных космических лучах, демонстрирующий их схожесть, за исключением ядер лития (Li), бериллия (Be) и бора B – отмечено овалом (данные спутника АСЕ http://www.srl.caltech.edu/ACE/ ace_mission.html) [12]

В межпланетной среде основной вклад в радиационный фон вносят космические лучи двух типов: галактические (ГКЛ) и солнечные (СКЛ). Они определяют накопленную дозу и частоту одиночных сбоев за время полёта.

Доза от ГКЛ представляет значительную проблему для планируемых пилотируемых миссий: в минимуме солнечной активности она достигает нескольких зиверт (Petrov, 2004b). Более благоприятным с точки зрения радиационной нагрузки считается период максимума солнечного цикла: из‑за изменений свойств межпланетной среды плотность потока и доза от ГКЛ уменьшаются примерно в два раза из-за межпланетного магнитного поля. [11, с. 198].

Однако этот период сопровождается повышенной угрозой со стороны СКЛ.

Космонавт, оказавшийся вне корабля во время крупного солнечного протонного события, может получить дозу в несколько зиверт.

Для защиты от относительно низкоэнергичных частиц СПС достаточно укрыться в наиболее защищённых отсеках корабля или в специально оборудованном радиационном убежище с достаточной толщиной стенок. В то же время такая защита малоэффективна против ГКЛ: высокоэнергичные частицы порождают вторичное излучение в материалах конструкции (Kiefer, 2005), что снижает общую эффективность экранирования.

1.3 Изучение и анализ современных решений.

Прежде чем предлагать собственную конструкцию, необходимо проанализировать, как проблему радиации пытаются решать сегодня главные космические агентства и разработчики.

1) Одним из ведущих способов защиты космонавтов на борту космического корабля являются локальные отсеки на борту судна, при помощи которых люди укрываются от радиационных вспышек. Однако, не всегда эти вспышки можно предсказать.

2) Также одним из действующих способов защиты является алюминиевый корпус. Частицы низких энергий защищают космический корабль. Когда заряженная частица (протон, электрон, альфа-частица) влетает в алюминий, она начинает взаимодействовать с электронами атомов материала. Частица теряет свою энергию на ионизацию — выбивание электронов из атомов алюминия. Чем толще слой, тем больше энергии частица теряет и в итоге останавливается. Однако, алюминий может генерировать вторичное излучение и имеет не самую малую плотность, что влияет на массу и, соответственно, на стоимость проекта.

3) Применение биологических методов: использование препаратов, снижающих чувствительность организма к радиации или ускоряющие восстановление повреждений.

4) Дополнительная защита (например, жилеты с водой)

5)Активная защита (создание искусственного магнитного поля)

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СВОЙСТВ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ.

За помощь в данном анализе выражаю отдельную благодарность автору работы [6].

Один из способов защиты от космической радиации – это использование защитного экрана. Для защиты от радиации на Земле существует много материалов. Для защиты от рентгеновского и гамма-излучения перспективно использовать материалы, содержащие атомы тяжелых металлов [2–4]. Для защиты от нейтронов, наоборот, необходимо использовать атомы легких элементов. Для замедления быстрых нейтронов используют водородсодержащие материалы, а для поглощения тепловых используют соединения бора, ванадия, лития [5]. В космосе намного сложнее подобрать эффективную защиту, так как требуется учесть все виды ионизирующих излучений, которые действуют одновременно.

Основную радиационную опасность для экипажа в период солнечного максимума представляют протоны солнечных космических лучей (СКЛ). Именно для защиты от них предназначена разрабатываемая конструкция. Однако выбор материалов не ограничивается простым экранированием первичных частиц — ключевую роль играет подавление вторичного излучения, возникающего при взаимодействии протонов с веществом стенки

2.1 Использование композитов на основе полимеров. Их преимущества.

На данный момент использование композиционных материалов на основе полимеров считается одним из самых надежных и перспективный методов защиты от радиационного излучения [8,9]. При прохождении через этот материал вторичное рентгеновское излучение генерируется в разы меньше, чем при прохождении через металлы [7].

Исследования Черкашиной Н.И. и соавторов [15] показывают, что полиэтилен высокого давления (СₙН₂ₙ₊₂) является эффективной основой для нейтрон-защитных композитов. При энергии нейтронов 2 МэВ композиты на основе полиэтилена демонстрируют коэффициент ослабления потока нейтронов до 128,5 см⁻¹ [1]. Высокая эффективность обусловлена максимальным содержанием водорода среди конструкционных материалов.

Современные исследования [9] подтверждают, что именно водород обеспечивает замедление быстрых нейтронов через многократное упругое рассеяние, после чего замедленные нейтроны могут поглощаться другими компонентами.

2.2 Материал PEEK с элементами алюминия.

PEEK (Полиэфирэфиркетон) имеет низкое давление пара и проявляет хорошую устойчивость к горению при сгорании, выделяя меньше газа по сравнению с другими термопластами. PEEK хорошо устойчив к воздействию бета-, гамма- и рентгеновских лучей, но имеет лишь умеренную или низкую устойчивость к УФ-излучению. Обладает высокой поверхностной сопротивляемостью, вследствие чего повышает нежелательную электрическую проводимость [14]. Это гарантирует эффективную изоляцию чувствительных электронных компонентов, т.е. сохраняет изоляционные свойства при колебаниях температуры или при изменении влажности. Может работать в вакууме, диэлектрик, плотность 1,32 кг/м^3, имеет высокую температуру плавления (373град).

Полиэфирэфиркетон (PEEK) признан одним из наиболее радиационно-стойких полимеров. Исследования [2] показывают, что чистый PEEK выдерживает дозы до 10 МГр, а при добавлении алюминиевого наполнителя его радиационная стойкость дополнительно повышается.

2.3 Алюминий. Преимущества и недостатки.

Алюминий традиционно используется в космическом кораблестроении благодаря оптимальному сочетанию прочности, технологичности и защитных свойств. Согласно отчёту NASA [3], для защиты от солнечных вспышек рекомендуется эквивалент 7,5 см алюминия.

Однако, чисто алюминиевая защита имеет существенный недостаток: при прохождении высокоэнергичных частиц ГКЛ в алюминии генерируется вторичное нейтронное и рентгеновское излучение, которое может даже увеличивать дозовую нагрузку на экипаж за экраном. Поэтому стена из чистого алюминия может быть не только слишком тяжелой, но и опасной.

2.4 Полиэтилен

Исследование MIT 2025 года подтверждает:

"Полиэтилен является одним из лучших материалов для защиты от космической радиации благодаря высокому содержанию водорода"[24].При столкновении с ядром водорода нейтрон теряет в среднем 50% энергии, что делает полиэтилен одним из лучших замедлителей. Полиэтиленовые плиты толщиной 5 см уже используются для защиты спальных мест на МКС , а современные российские разработки на основе полиэтилена прошли испытания на орбите [15].

В ходе анализа современных материалов был рассмотрен новый композит LaB₆-AlMg, разработанный российскими учёными в 2026 году. Этот материал предназначен для поглощения тепловых нейтронов и обладает высокими защитными свойствами благодаря содержанию бора. Однако после детального изучения было принято решение не включать его в финальную конструкцию по следующим причинам.

Во-первых, внешний слой должен обладать высокой радиационной стойкостью. Для PEEK+Al такие исследования существуют, и подтверждена его стойкость до доз 10 МГр. Для LaB₆-AlMg подобных данных пока нет, так как материал был создан совсем недавно и не проходил испытаний в условиях, моделирующих открытый космос. [20]

Во-вторых, внешний слой подвергается воздействию жёсткого ультрафиолетового излучения и атомарного кислорода. Поведение LaB₆-AlMg в таких условиях не изучено, в то время как PEEK+Al уже применяется в космической технике и показал свою надёжность.[21]

• LaB₆-AlMg имеет высокую плотность (около 3,2–3,5 г/см³), что значительно выше плотности алюминия. Замена внутреннего алюминиевого слоя на LaB₆-AlMg привела бы к утяжелению конструкции на 1,5–2,5 тонны для всего модуля без серьёзного улучшения защитных свойств.

• Стоимость LaB₆-AlMg оценивается в 475–950 тысяч рублей за килограмм, что в сотни раз дороже алюминия. Замена внутреннего слоя увеличила бы стоимость защиты модуля с 400 тысяч рублей до сотен миллионов рублей, что экономически нецелесообразно.

Таким образом, анализ показал, что включение LaB₆-AlMg в конструкцию не даёт значительных преимуществ, но ведёт к удорожанию и утяжелению проекта. Принято решение оставить внутренний слой из алюминия как наиболее рациональное инженерное решение, уже проверенное временем.

ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ИОНИЗАЦИОННЫХ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ.

В составе первичных солнечных лучей гамма-излучение составляет менее 0.1%, поэтому расчет велся для доминирующих протонов (98-99%). Моя конструкция нацелена на минимизацию вторичного гамма-фона: первый слой генерирует его в 2 раза меньше алюминия (за счет Z_эфф), а внутренний тонкий слой алюминия (0.3 см) служит финишным поглотителем для остаточных мягких гамма-квантов, не создавая при этом опасного каскада вторичных нейтронов.

Для количественной оценки защитных свойств выбранных материалов был выполнен расчёт ионизационных потерь энергии (тормозной способности) для протонов (ядер водорода) и альфа-частиц (ядер гелия). Расчёт проводился по формуле Бете-Блоха для нерелятивистских частиц. описывает среднюю потерю энергии за расстояние, пройденное быстро заряженными частицами (протонами), проходящими через материю (или, альтернативно, останавливающую способность материала). Со всеми расчетами можете ознакомиться далее в приложении.

Где

 — заряд частицы,

 — плотность электронов в материале, 

 — средний потенциал ионизации, 

 — плотность электронов в материале,

 — средний потенциал ионизации атомов материала.

По данной формуле я произвела расчеты для каждого предложенного мной материала. Расчеты подробные, см. Приложения.

В данной таблице представлены параметры, меняющие значение останавливающей способности.

ТАБЛИЦА С РЕЗУЛЬТАТАМИ МОИХ РАСЧЕТОВ

Общая картина. Рассчитанные значения тормозной способности (dE/dx) для всех трёх материалов и двух типов частиц (протоны 100 МэВ, альфа-частицы 400 МэВ) демонстрируют физически корректное соотношение: для каждого материала dE/dx для альфа-частиц ровно в 4 раза превышает значение для протонов, что соответствует квадрату заряда (z² = 4) в формуле Бете-Блоха и подтверждает правильность расчётов.

Сравнение материалов. Наибольшей тормозной способностью обладает композит PEEK+Al (15,564 МэВ/см для протонов), что обусловлено его высокой электронной плотностью и низким потенциалом ионизации. Алюминий показывает несколько меньшие значения (13,0 МэВ/см) из-за более высокого потенциала ионизации, но остаётся эффективным тормозящим материалом. Полиэтилен имеет наименьшие значения (2,7 МэВ/см) вследствие низкой плотности, что соответствует его роли в конструкции — защите от нейтронов, а не от заряженных частиц.

ПОЧЕМУ ИМЕННО 100МэВ И 400МэВ?

Согласно исследованиям Лаборатории физики Солнца и космических лучей ФИАН, стратосферные данные относятся к энергиям ~100-500 МэВ и хорошо согласуются с измерениями на спутниках (Е < 100 МэВ) и наземных нейтронных мониторах (Е > 1000 МэВ).

Выбор энергии для альфа-частиц определяется принципом одинаковой скорости частиц. Для корректного сравнения тормозной способности разных частиц в одном материале необходимо, чтобы они имели одинаковую скорость .

Протон с энергией 100 МэВ имеет скорость  . Чтобы альфа-частица имела такую же скорость, её энергия должна быть:

•  МэВ (поскольку масса альфа-частицы в 4 раза больше массы протона).

ГЛАВА 4. РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВСЕЙ ЗАЩИТЫ.

Для каждого слоя энергия, которую он отнимает у частицы, равна:

где:

•  — тормозная способность материала (МэВ/см)

•  — толщина слоя (см)

Суммарная энергия, задерживаемая всей стеной:

Если   больше или равна начальной энергии частицы  , то частица полностью останавливается в защите. Если   больше, то частица проходит сквозь стену, но теряет энергию  .

Для протонов

ΔE3​=13,00 МэВ/см×0,3 см=3,9 МэВ

Сумма

Для альфа-частиц

Сумма:

ГЛАВА 5. ЧЕРТЕЖ СТЕНЫ. АРГУМЕНТАЦИЯ РАЗМЕРОВ И ПОРЯДКА СЛОЕВ

Выбор толщин каждого слоя трёхслойной градиентной защиты определялся комплексом факторов: физическими механизмами взаимодействия излучения с веществом, массовыми ограничениями, технологичностью материалов и их радиационной стойкостью. Итоговая структура имеет вид: внешний слой PEEK+Al толщиной 2,5 см, средний слой полиэтилена толщиной 6,0 см и внутренний слой алюминия толщиной 0,3 см.

Внешний слой: PEEK+Al (2,5 см)

Внешний слой принимает на себя основной удар первичных частиц солнечных космических лучей и должен сочетать высокую радиационную стойкость с термостабильностью. Толщина 2,5 см выбрана по следующим причинам. Во-первых, композит PEEK+Al сохраняет свои защитные и механические свойства при дозах облучения до 10 МГр, что соответствует многолетней космической миссии. Во-вторых, материал работоспособен в диапазоне температур от –196°C до +260°C, полностью перекрывая перепады, возникающие при переходе от теневой стороны к освещённой. Кроме того, данная толщина обеспечивает необходимую механическую прочность для защиты от микрометеоритов и технологически достижима при производстве композитных панелей.

Средний слой: полиэтилен (6,0 см)

Средний слой выполняет ключевую функцию защиты от вторичных нейтронов, рождающихся во внешнем слое при ядерных реакциях. Выбор толщины 6 см обусловлен следующими факторами. Полиэтилен содержит максимальное количество водорода среди конструкционных материалов, что критически важно для замедления быстрых нейтронов. Согласно экспериментальным данным, слой полиэтилена толщиной 6 см ослабляет поток быстрых нейтронов в 1,77 раза. При плотности 0,97 г/см³ масса 1 м² полиэтилена толщиной 6 см составляет 58,2 кг, что даёт максимальный защитный эффект при минимальном увеличении массы. Важно также, что полиэтилен практически не генерирует вторичное излучение, в отличие от металлов, что полностью соответствует цели проекта — созданию защиты с низким выходом нейтронов.

Внутренний слой: алюминий (0,3 см)

Внутренний слой выполняет роль конструкционной основы и последнего рубежа защиты. Толщина 0,3 см выбрана исходя из следующих соображений. Алюминий обеспечивает необходимую жёсткость конструкции и служит основой для крепления внутреннего оборудования. Слой 0,3 см задерживает остаточное гамма-излучение и те немногие частицы, которые могли пройти через полиэтилен. Хотя основное поглощение нейтронов происходит в полиэтилене, тонкий алюминиевый слой дополнительно задерживает тепловые нейтроны, снижая дозу ещё на несколько процентов. При плотности 2,7 г/см³ масса 1 м² алюминия толщиной 0,3 см составляет всего 8,1 кг — это лишь 7,5% от общей массы защиты. Данная толщина многократно проверена в космической технике: алюминий толщиной 2–3 мм широко используется в модулях МКС и спутниках, что подтверждает его надёжность и технологичность.

ГЛАВА 6. РАСЧЕТ ПЛОТНОСТИ И МАССЫ РАЗРАБОТКИ.

Масса защитной стенки может быть определена двумя способами: послойным суммированием и через среднюю плотность композита. Средняя плотность трёхслойной структуры рассчитывается по правилу аддитивности с учётом объёмных долей компонентов:

Зная среднюю плотность и общую толщину стенки  , масса 1 м² защиты составляет:

m=ρср​⋅h=1222⋅0,088=107,54 кг/м2=10,754 г/см2

Для жилого модуля диаметром 4 м и длиной 5 м площадь защищаемой поверхности составляет 87,9 м². Полная масса защиты:

M=107,54 кг/м2×87,9 м2=9452 кг≈9,45 т

При массе корабля 50–100 т доля защиты составляет 9–19%, что является технически реализуемым показателем.

ГЛАВА 7. СРАВНЕНИЕ ПРЕДЛОЖЕННОЙ ЗАЩИТЫ

И ТРАДИЦИОННОГО АЛЮМИНИЯ.

ГЛАВА 8. ВЫВОД.

Разработанная трёхслойная градиентная композитная защита полностью соответствует поставленным требованиям и обеспечивает:

• надёжную защиту экипажа от протонов и альфа-частиц солнечных космических лучей;

• подавление вторичного нейтронного излучения, рождающегося в материале стенки;

• минимальную массу при заданной эффективности (экономия до 41,6% по сравнению с алюминием);

• широкий диапазон рабочих температур и высокую радиационную стойкость.

• Предложенная конструкция может быть рекомендована для дальнейшего моделирования и использования в проектах пилотируемых миссий на Марс, а также для защиты долговременных орбитальных станций и лунных баз.

Перспективы дальнейшей работы

• Решение проблемы с разницей температур внутри и снаружи корабля

• Проведение компьютерного моделирования прохождения частиц через защиту (GEANT4, FLUKA) для уточнения полученных результатов.

• Исследование возможности использования новых материалов (например, композитов с бором) для повышения эффективности поглощения нейтронов.

• Оптимизация толщин слоёв с учётом реальной геометрии корабля и распределения масс.

СПИСОКИCПОЛЬЗОВАННОЙЛИТЕРАТРЫ.

[1] Chancellor J.C., Scott G.B.I., Sutton J.P. Space Radiation: The Number One Risk to Astronaut Health Beyond Low Earth Orbit, Life, 2014, Vol. 4, pp. 491–51

[2] Karabul Y. and O. İçelli. The Assessment of Usage of Epoxy Based Micro and Nano-Structured Composites Enriched with Bi2O3 and WO3 Particles for Radiation

Shielding, Results in Physics, 2021, Vol. 26, 104423.

[3] Sharifi Sh., Bagheri R., Shirmardi S.P. Comparison of Shielding Properties for Ordinary,

Barite, Serpentine and Steel–Magnetite Concretes Using MCNP-4C Code and Available

Experimental Results, Annals of Nuclear Energy, 2013, Vol. 53, pp. 529–534.

[4] Bagheri R., Moghaddam A.K., Yousefnia H. Gamma Ray Shielding Study of Barium-Bismuth-Borosilicate Glasses as Transparent Shielding Materials Using MCNP-4C

Code, XCOM Program, and Available Experimental Data, R. Bagheri, Nuclear Engineering and Technology, 2017, Vol. 49, pp. 216–223.

[5] Fu X., Ji Z., Lin W. [et al.]. The Advancement of Neutron Shielding Materials for

the Storage of Spent Nuclear Fuel, Science and Technology of Nuclear Installations,

Vol. 2021, Article ID 5541047.

[6] Highly Efficient Structural Polymer Material for Protection against Cosmic Radiation. V.I. Pavlenko, N.I. Cherkashina, A.A. Kuritsyn, E.V. Popova, L.A. Umnova

[7] Безродных И.П. Тормозное излучение электронов в веществе космического аппарата. Методика расчета / И.П. Безродных [и др.] // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. – 2011. – Т. 120. – № 1. – С. 37–44.

[8] Изменение морфологии и термооптических характеристик композита с кристаллическим диоксидом кремния при вакуумно-ультрафиолетовом воздействии / В.И. Павленко, Н.И. Черкашина, В.А. Манаев [и др.] // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. – 2018. – № 11. – С. 83–90.

[9] Защитный экран от ионизирующего излучения для бортового комплекса оборудования [текст]: пат. 2664715 Рос. Федерация: МПК G21F 1/00 / А.В. Матросов, А.П. Титов, Б.З. Шохор, А.Д. Бородавина; заявитель и патентообладатель Военнопромышленная корпорация «НПО Машиностроение» – 2017103530; заявл.: 03.02.2017, опубл.: 03.08.2018, Бюл. № 24.

[10] Narici L., Casolino M., Di Fino L. [et al.]. Performances of Kevlar and Polyethylene as Radiation Shielding On-Board the International Space Station in High Latitude Radiation Environment, Scientific Reports. 2017, Vol. 7, 1644.

[11] Глава 8 СОЛНЕЧНО-ЗЕМНЫЕ СВЯЗИ И КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА Под редакцией А.А. Петруковича.

[12] ТЯЖЕЛЫЕ ЯДРА КОСМИЧЕСКОЙ РАДИАЦИИ И ПЛАНИРОВАНИЕ КОСМИЧЕСКИХ МИССИЙ - М.И. ПАНАСЮК, доктор физико-математических наук НИИ ядерной физики им. Д.В. СкобельцынаМГУим. М.В. Ломоносова.

[13] The State and Prospects of the Development of Medicamental Aids for Protecting Cosmonauts against Ionizing Radiation. V.D. Gladkikh, K.N. Filin.

[14] Mechanical properties of alumina-PEEK unidirectional composite - Compression, shear, and tension.

[15] - Черкашина Н.И., Павленко В.И., Романюк Д.С. и др. Экспериментальное облучение полиэтиленовых композитов нейтронами и γ-квантами // Физика твердого тела. — 2025. — Т. 67, № 3. — С. 578–586. DOI: 10.61011/FTT.2025.03.60272 

[16] - Radiation degradation in the mechanical properties of Polyetheretherketone–alumina composites

[17] - Degradation in Thermal Properties and Morphology of Polyetheretherketone-Alumina Composites Exposed to Gamma Radiation

[18] - Quantifying the Energy Budget in the Solar Wind from 13.3 to 100 Solar Radii from NASA Technical Reports Server (NTRS), The Astrophysical Journal.

[19] - ACE Solar Wind Ion Composition Spectrometer (SWICS) Solar Wind Plasma Elemental Charge State Distributions with Statistical Uncertainties and Data Quality Flags, Level 2 (L2), 2 h Data

[20]-Research on B4C/PEEK Composite Material Radiation Shielding

[21] - Руководство по свойствам PEEK: УФ, радиация и электрическое сопротивление.

[22] - Lawrence F., Mallika C., Mudali U.K. et al. Radiation degradation in the mechanical properties of Polyetheretherketone–alumina composites // Journal of Nuclear Materials. — 2012. — Vol. 420, Issues 1–3. — P. 336-341.

[23] - Stallwood A., Duller G., Butler D. The Use of AM Technologies for HV and UHV Components and Vessels.

[24] - Warpage-Resistant, Under-Extrusion-Free, High-Surface-Quality Additive Manufacturing Process for Polyethylene-Based Composite Radiation Shielding Material

ПРИЛОЖЕНИЯ.

Приложение 1: Константы и введение моих величин

Приложение 2: Расчет эффективного заряда ядра и эффективного относительного атомного номера для EEK+AL

Приложение 3: Расчет эффективного заряда ядра и эффективного относительного атомного номера для C2H4

Приложение 4: Расчет плотностей электронов в средах.

Приложение 5: окончательные расчёты