страница - 81
ионов проводят на космических объектах или с помощью исследовательских ракет.
Лабораторные испытания на раздельное воздействие космических ионизирующих излучений проводят с помощью специальных источников заряженных частиц. Они, как правило, могут давать только моноэнергетические потоки, поэтому в ряде случаев необходимо обеспечить эквивалентность лабораторных и натурных испытаний.
В большинстве случаев такую эквивалентность определяют по "энергетическим эквивалентам", приравнивая между собой эквивалентные дозы излучений при натурных и лабораторных испытаниях.
Эквивалентная доза
Дэкв ~~ D kp
где D - поглощенная доза, к - коэффициент качества излучения, учитьшающий линейное преобразование энергии; кр - коэффициент распределения, определяемый степенью неравномерности поглощения энергии веществом; кн - коэффициент интенсивности излучения, зависящий от плотности энергии излучения.
Для применения приведенной формулы необходимо выразить значения эквивалентной и поглощенной доз в соответствующих единицах. Для измерения поглощенной дозы излучения используется единица грей (Гр), определение которой приведено в примечании к табл. 2.5.11, а также внесистемная единица рад, 1 рад = Ю-2 Гр. Поглощенная доза зависит от природы материала, конструктивных особенностей и режимов работы изделия. В связи с этим для конкретизации меры количества радиоактивного излучения приняты единицы энергии, поглощенной специально выбранными стандартными или образцовыми веществами. Эти единицы называются экспозиционными дозами. Стандартным веществом для рентгеновского и у-излучения в России выбран сухой воздух при нормальных условиях (в США - углерод); для определения экспозиционной дозы протонов и электронов - кристалл йодистого натрия (Nal), активированный таллием (И); для нейтронов - тканеэквивалент-ный газ, т.е. такая смесь газов, в которой концентрации водорода и азота равны их концентрации в мягких тканях человека.
Экспозиционная доза рентгеновского и у-излучения измеряется в Клкг1, а также для ее измерения может использоваться внесистемная единица - рентген (Р); 1Р = = 2,57976-Ю4 Кл-кг"1.
Для определения поглощенной дозы D натурного облучения находят сумму поглощенных доз всех компонентов натурного спектра.
В качестве источников заряженных частиц могут использоваться две группы установок:
источники со статическим пучком, у которых пучок заряженных частиц не меняет своей интенсивности, формы и пространственного расположения в течение всего времени облучения;
источники с управляемым пучком, у которых в процессе облучения пучок может перемещаться по поверхности изделия (сканировать), изменять свою форму.
По форме траектории заряженных частиц ускорители делятся на линейные и циклические. В линейных ускорителях траектории заряженных частиц близки к прямой линии, а в циклических частицы под действием ведущего магнитного поля (постоянного или изменяющегося во времени) движутся по орбитам, близким к круговым.
Имеется большое разнообразие линейных ускорителей с энергиями электронов от 1 до 200 и более МэВ.
Энергия, полученная частицей к концу цикла ускорения, слагается -из очень большого числа малых порций энергий. Этот способ ускорения частиц называется резонансным.
В современных циклических ускорителях используют постоянные и переменные магнитные поля. К циклическим ускорителям с постоянным магнитным полем относятся циклотроны и фазотроны.
Циклотрон предназначен для циклического ускорения протонов и ионов. С помощью циклотрона протонам можно сообщать энергию до 25 МэВ.
Фазотрон (синхроциклотрон) - циклический резонансный ускоритель тяжелых частиц.
К циклическим ускорителям с изменяющимся во времени магнитным полем относятся синхротрон и синхрофазотрон.
Основными ионными источниками являются:
1.Высокочастотные источники, в которых применяются ионные пушки и высокочастотное вытягивающее поле.
2.Ионный источник Пеннинга, который обычно использует впуск газа (кислорода, гелия, азота) с последующим ускорением (с помощью анода) и бомбардировкой первичными ионами антикатода (мишени).
3.Жидко металлический ионный источник.
Методика испытаний включает: 1. Монтаж изделий имеет следующие особенности:
изделия укрепляются на основании, обеспечивающем отвод избыточной теплоты (вследствие радиационного разогрева) и статического электричества. С этой целью могут использоваться массивные медные теплоотво-ды, одновременно являющиеся заземляющим контуром;
изделия размещаются в специальных камерах, обеспечивающих требуемую радиационную защиту. В этих камерах предусматривается также наличие устройств, позволяющих перегружать облученное изделие для транспортировки или выдержки в камере;
подача питающих и сигнальных напряжений осуществляется по возможности наиболее короткими проводами, имеющими заземленное экранирование;
непосредственно на панелях, где укрепляются изделия, монтируются датчики измерения температуры и воздействующего излучения. В тех случаях, когда это необходимо по условиям измерения, вместе с датчиками монтируются предварительные усилители.
2.Контроль радиации изделий на радиационное воздействие. Реакция изделий оценивается путем измерения значений соответствующих параметров.
Выбранные параметры измеряются до и после испытаний, а также во время воздействия одновременно с измерением параметров испытательных воздействий.
3.Измерение параметров испытательных воздействий. Основными параметрами являются температуры окружающей среды и изделий, а также значения параметров потоков частиц.
При регистрации потоков заряженных частиц необходимо иметь возможность оценить временное и энергетическое распределение частиц различных сортов. Для распределения частиц по сортам используется масс-спектрометрический метод.
Энергетическое распределение частиц фиксируется тремя различными способами.
Первый способ состоит в установке определенного набора фильтров (пошотителей), за которыми фиксируются интенсивности потоков с энергией Ef, большей той энергии , которая соответствует пробегу Д равному толщине фильтра.
Таким образом, получается ряд значений интенсивности
Ii(Et>ERj),
где Д - толщина фильтра.
По этим данным восстанавливается весь спектр 1(E).
Второй способ состоит в помещении в поток частиц специальных регистраторов. В этих регистраторах частицы создают радиационные дефекты, вид и местоположение которых зависит от энергии падающей частицы. Распределение радиационных дефектов анализируется различными методами (послойным стравливанием, электронной просвечивающей
микроскопией, рентгеновским микрозондовым анализом и т.п.).
Третий способ состоит в снятии энергетических спектров с использованием соответствующих ионизационных (трековых) камер.
Необходимо обеспечение соблюдения следующих требований к пучкам заряженных частиц:
1.Пучок должен быть выведен из камеры в атмосферу (за исключением пучка протонов с энергией ниже 30 МэВ, который выводится в вакуумную камеру с вакуумным шлюзом и со съемным фланцем, обеспечивающим возможность облучения изделий и измерение их параметров при облучении без нарушения вакуума в ускорительной камере).
2.Пучок должен иметь достаточно большие размеры (не менее 5 см по диаметру) и хорошую равномерность по сечению, что при необходимости может достигаться сканированием пучка по площади аппаратуры. При этом плотности потоков в пучке не должны превышать 5-Ю11 см 2с-1 - для электронов и 5-Ю10 см-2с-1 - для протонов (в целях ограничения радиационного нагрева изделия).
3.Пучок должен равномерно облучать весь объем изделия.
4.Плотность потока и время воздействия пучка на изделие должны быть такими, чтобы достигался интегральный поток, после воздействия которого можно было бы сделать вывод о возможности функционирования изделия в заданных радиационных условиях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Бегларян В. X. Климатические испытания аппаратуры и средств измерений, М.: Машиностроение, 1983. 150 с.
2.Вибрация в технике: Справочник /. Под ред. В. Н. Челомея в 6 т. М.: Машиностроение, 1978 - 1981.
3.Гусееков \. П., Нахапетян Е. Г. Методы и средства обеспечения надежности машин. М.: Наука, 1993. 238 с.
4.Дроздов Ю. Н., Павлов В. Г., Пучков В. Н. Трение и износ в экстремальных условиях. Справочник. М.: Машиностроение, 1986. 223 с.
5.Испытательная техника: Справочник в 2 кн. / Под ред. В. В. Клюева, М.: Машиностроение, 1982, 528 с. (кн. 1); 559 с. (кн. 2).
6.Испытание материалов. / Под ред. X. Блюменауэра. М.: Металлургия, 1979, 446 с.
7.Крагельский И. В., Добычин М. Н., Комбалов В. С. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.
8.Малинский В. Д., Бегларян В. X., Ду-бнцкнй Л. Г. Испытания аппаратуры и средств измерений на воздействие внешних факторов:
Справочник. М.: Машиностроение, 1993. 576 с.
9.Острейковский В. А. Многофакторные испытания на надежность. М.: Энергия, 1978. 152 с.
10.Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара: Справочник в 2 кн. Кн. 1 / Под ред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 1978. 448 с.
11.Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара: Справочник в 2 кн. Кн. 2 / Под ред. В. В. Клюева, М.: Машиностроение, 1979. 439 с.
12.Проников А. С. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978. 590 с.
13.Проблемы надежности и ресурс в машиностроении. М.: Наука, 1986. 245 с.
14.Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979. 744 с.
15.Справочник по контролю промышленных шумов / Пер. с англ. под ред. Клюева В. В.. М.: Машиностроение, 1979. 447 с.
16.Свириденко, Мышкин Н. К., Калмыков Т. Ф., Холодилов О. В. Акустические и
электрические методы в триботехнике. Минск: Наука и техника, 1987. 280 с.
17.Теоретические и прикладные задачи трения, износа и смазки / Под ред. К. В. Фролова, С. В. Пинегина, А. В. Чичинадзе. М.: Наука, 1982. 293 с.
18.Трение, изнашивание и смазка: Справочник в 2 т. / Под ред. И. В. Крагельского, В. В. Алисина. М.: Машиностроение, 1978. Т. 1, 399 с. Т. 2, 358 с.
19.Тимощук Л. Т. Механические испытания металлов. М.: Металлургия, 1971. 224 с.
20.Фридман Я. Б. Механические свойства металлов. Ч. 1, Дефектоскопия и разрушение. М.: Машиностроение, 1974. 472 с.
21.Фридман Я. Б. Механические свойства металлов. Ч. 2. Механические испытания, конструкционная прочность. М.: Машиностроение, 1974. 368 с.
22.Хрущев М. М., Бабичев М. А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970. 252 с.
23.Школьник Л. М. Методика усталостных испытаний. М.: Металлургия, 1978. 302 с.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]