Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://textbook.sinp.msu.ru/_dumps/textbook.mysql
Дата изменения: Thu Nov 1 15:04:37 2007
Дата индексирования: Thu Feb 27 20:09:09 2014
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: спрайты
-- MySQL dump 8.23
--
-- Host: localhost Database: slides
---------------------------------------------------------
-- Server version 3.23.58

--
-- Table structure for table `book`
--

DROP TABLE IF EXISTS book;
CREATE TABLE book (
id_content int(11) NOT NULL default '0',
title varchar(255) default NULL,
text1 text,
text2 text,
PRIMARY KEY (id_content)
) TYPE=MyISAM;

--
-- Dumping data for table `book`
--


INSERT INTO book VALUES (110,'Электронный учебник','','');
INSERT INTO book VALUES (131,'Вступление','','

Обсуждаются представления, которые лежат в основе количественных оценок радиационной опасности, возникающей из-за возможного нарушения работоспособности бортового оборудования и приборов космических аппаратов при воздействии высокоэнергичных (>~100 кэВ) заряженных частиц космической радиации.\r\nДемонстрируются возможности расчетных моделей и методов для прогнозирования характеристик радиационной опасности на космических аппаратах в различных условиях его полета.\r\n

');
INSERT INTO book VALUES (132,'Внешние факторы воздействия на космический аппарат','\r\n','

Под 'аномалиями' понимают любое нарушение нормального (штатного) функционирования систем КА.

\r\n

Одним из важнейших внешних факторов, который инициирует возникновение аномалий на КА, является корпускулярная радиация космического пространства.

\r\n

Радиационные аномалии, возникающие из-за эффектов на поверхности КА (электризация КА, влияние атомарного кислорода), связаны с воздействием потоков заряженных частиц низкой (менее ~ 10-100 кэВ) энергии.

\r\n

Частицы высоких энергий (более ~ 10-100 кэВ), способные проникать за защитные корпуса КА, являются источником нарушения объемных свойств материалов и отказов бортового оборудования. \r\n

');
INSERT INTO book VALUES (133,'Пример изменения мощности солнечных батарей','


\r\n\r\n
Year 2001-2005. Cкачки понижения мощности наблюдают во время больших солнечных cобытий (R.J. Walters, 2004)

\r\n

Источник:\r\nhttp://esa-spaceweather.net/spweather/workshops/eswwII/proc/Session4/Presentation_KEIL.pps

','

На рисунке представлено изменение мощности четырех типов солнечных батарей (кривые разного цвета) в зависимости от времени полета космического аппарата 'Кластер' с июля 2000 по июль 2005.

\r\n

Синусоидальная модуляция мощности солнечных батарей наблюдаются из-за периодически меняющейся освещенности солнечных батарей (сезонный эффект). На этом фоне идет постепенная деградация их мощности, а во время больших солнечных событий происходит 'скачкообразное' ее уменьшение.

\r\n');
INSERT INTO book VALUES (137,'Потери энергии заряженных частиц','

\r\n\r\n

','

Удельные потери энергии заряженных частиц dE/dx = ( dE/dx )e + (dE/dx)n определяются в ядерной физики для столкновений частиц с электронами вещества (ионизационные потери, обозначаются индексом 'е' ) и с ядрами вещества (атомно-ядерные потери, обозначаются индексом 'n' ). Значения этих величин в зависимости от энергии заряженных частиц известна для многих веществ (Ziegler J. F., et al., 1995).

\r\n

Для примера на рисунках приводятся значения (dE/dx)e (сплошные кривые) и (dE/dx )n (пунктирные кривые) в кремнии 'Si', в зависимости от энергии протонов (ядер водорода 'H' ) ( красные кривые), ядер железа 'Fe' ( зеленые кривые) и электронов 'e' (фиолетовые кривые). Учтено, что при больших энергиях протонов (>~30 МэВ) дополнительный вклад в их атомно-ядерные потери энергии дают ядерные реакции.

\r\n

Важно подчеркнуть, что для высокоэнергичных заряженных частиц, которые присутствуют в космическом пространстве, (dE/dx)e >> (dE/dx)n.

\r\n');
INSERT INTO book VALUES (134,'Распределение мест возникновения одиночных сбоев на космических аппаратах, находящихся на разной высоте','\r\n\r\n\r\n

Источник:
http://radhome.gsfc.nasa.gov/radhome/papers/SPWG02_Poivey.pdf (Poivey C., et al.,2002)

','

Приведенные данные были зарегистрированы в блоке памяти космического аппарата 'APEX' (апогей 2544 км, перигей 362 км, наклонение 70 град.) на тех участках его орбиты, которые имели высоту, указанную над рисунками. Точки на географической карте означают место возникновения сбоев. Плотность и области распределения точек хорошо коррелируют с плотностью потока протонов РПЗ на данных высотах.

');
INSERT INTO book VALUES (135,'Источники радиационных аномалий на КА','\r\n

Причина радиационных аномалий - радиационные эффекты в изделиях космической техники:

\r\n','

Радиационные эффекты в элементах оборудования, в конечном счете, приводят к его отказу (устойчивому или восстанавливаемому).

\r\n');
INSERT INTO book VALUES (178,'Линейная передача энергии (ЛПЭ)','','Величина ЛПЭ, L, количественно характеризует первопричину возникновения радиационных эффектов - передачу энергии от частицы веществу. Рассматривают ЛПЭ, идущие на образование ионизационных эффектов и структурных нарушений. \r\nВ оценках радиационных эффектов, возникающих при воздействии заряженных частиц космического пространства, значения ЛПЭ приравнивают к удельным потерям энергии, dE/dx, - средней энергии, которую частица теряет на единице своего пути.');
INSERT INTO book VALUES (138,'Классификация','','\r\n

Современная классификация радиационных эффектов учитывает, что попадание частиц из общего потока корпускулярной радиации в чувствительный объем (объем, который определяет функциональные свойства материала или прибора) облучаемого объекта происходит дискретно. Случайные одиночные эффекты (ОСЭ) возникают в объектах, содержащих чувствительные объемы микронных размеров, и в настоящее время проявляются при воздействии высокоэнергичных космических излучений на современные типы твердотельных электронных приборов (микросхем, ПЗС, оптроны и т.п).

');
INSERT INTO book VALUES (136,'Выводы к параграфу 'Аномалии на космических аппаратах'','','\r\n

В следующем разделе будут обсуждаться механизмы возникновения радиационных эффектов и характеристики , которые служат количественной мерой радиационной опасности для изделий космической техники на борту КА

');
INSERT INTO book VALUES (177,'Механизмы возникновения','\r\n ','В основе методов оценки и прогнозирования радиационной опасности на КА лежат исследования механизмов возникновения радиационных эффектов в твердом теле и биологических объектах, которые проводятся в лабораторных условиях на моделирующих установках ионизирующих излучений (ускорителях, радиоизотопных установках). \r\nЭти многолетние исследования позволили разработать модели и установить общие закономерности возникновения радиационных эффектов в конструкционных материалах и изделиях космической техники, а также в целом решить проблему радиационной безопасности космонавтов в пилотируемых космических полетах.\r\nВозникновение радиационных эффектов происходит в две стадии.\r\nНа 1-ой быстро протекающей стадии (< ~ 1 нс) происходит передача кинетической энергии от налетающих частиц электронам и ядрам вещества. Выделяют образование эффектов двух типов : ионизационных эффектов и первичных структурных нарушений (смещенных атомов).\r\nНа 2-ой стадии возбужденная система из электронов и атомов приходит в новое равновесное состояние. Процессы релаксации обоих подсистем взаимосвязаны, а время их протекания зависит от температуры, распределения электрических полей и других свойств вещества.');
INSERT INTO book VALUES (139,'Поглощенная доза','

','

Поглощенная доза D является количественной мерой величины радиационного эффекта, если он возникает в результате попадания множества частиц в чувствительный объем вещества. Поглощенная доза является интегральным показателем, характеризующим изменение свойства материала или прибора, которое произошло за время полета КА со времени его старта.

\r\n

Величина поглощенной дозы учитывает полную энергию, переданную от частицы как электронам, так и ядрам элементарного объема. Однако, если радиационный эффект объясняется либо ионизацией, либо структурными нарушениями, то в расчетах используют значения удельных потерь энергии, соответственно, либо в электронных, либо в ядерных столкновениях. В этих случаях говорят о ионизационной или неионизационной дозе (в зарубежной литературе 'total ionizing dose ( TID)' и 'non ionizing elastic loss(NIEL)' ). \r\n

');
INSERT INTO book VALUES (185,'Модель атмосферы','\r\n','Рисунок представляет собой усредненный высотный профиль температуры атмосферы. Он дает представление об основных областях (сферах) атмосферы Земли, поскольку переходы от одной сферы к другой в основном определяются точками изменения температурного режима. Исключение составляют озонный слой и ионосфера. Последняя определяется как область где становиться заметной ионизация (50 км. и выше). Она отмечена на графике пунктирной линией. На ионосферных высотах наблюдаются полярные сияния, токовые слои, пульсации и ОНЧ-излучения. С меньшей конкретностью можно выделить области атмосферы, процессы в которых воздействуют погоду, биосферу и ноосферу Земли.');
INSERT INTO book VALUES (140,'Пример эффекта ионизационной дозы','

Смещение порога вольт-амперной характеристики в n-канальном транзисторе металл-окисел-полупроводник

\r\n

\r\n

','Неравновесные носители заряда, возникающие в процессе облучения МОП-структуры, изменяют существующие заряды в объеме окисла и на границе окисел-полупроводник. Первый эффект ведет к уменьшению (зеленая кривая), а второй, начиная с некоторого значения ионизационной дозы, - к увеличению (синяя кривая) порогового напряжения n-канального МОП-транзистора. В результате конкуренция двух эффектов объясняет немонотонную зависимость порогового напряжения n-канального МОП-транзистора от ионизационной дозы (красная кривая). \r\n');
INSERT INTO book VALUES (141,'Пример эффекта неионизационной дозы','

Уменьшение тока короткого замыкания солнечных элементов (Walters, et.al., 2004)

\r\n

\r\n\r\n

\r\n','

Фототок I , генерируемый солнечными элементами, зависит от времени жизни неосновных носителей заряда в базовом полупроводниковом материале (кремний, арсенид галлия) элемента. При воздействии высокоэнергетичных излучений он уменьшается из-за уменьшения времени жизни неосновных носителей, что объясняется образованием структурных нарушений (радиационных дефектов).

\r\n

Действительно, это уменьшение (и, следовательно, накопление радиационных дефектов) хорошо коррелирует с увеличением неионизационной дозы D (n) независимо от вида воздействующего излучения (электроны, протоны) и его энергии. \r\n

');
INSERT INTO book VALUES (142,'Эквивалентная доза','

Количественной мерой радиационного эффекта в радиобиологии принято использовать величину эквивалентной дозы.

\r\n

\r\n\r\n

','

Расчет поглощенной дозы предполагает, что выделенная энергия от множества частиц равномерно распределяется в элементарном объеме. Только в этом случае поглощенную дозу можно считать количественной мерой радиационного эффекта независимо от энергии и типа излучения.

\r\n

Это условие не выполняется при воздействии протонов и тяжелых заряженных частиц, когда выделенная энергия сосредоточена локально в треках этих частиц. В этом случае использование значения поглощенной дозы для оценки радиационного эффекта требует уточнения.

\r\n

Так в радиобиологии (и в радиационной безопасности пилотируемых полетов) для этих целей вводится коэффициент качества w (L) излучения , который зависит от линейной передачи энергии (ЛПЭ) частицы, которая количественно характеризует энергетический вклад одной частицы в образование радиационного эффекта, но не учитывает размер трека частицы и, следовательно, плотность распределения переданной энергии в этом треке . \r\n

');
INSERT INTO book VALUES (143,'ночные случайные эффекты','

Условие возникновения: энергия ∆E, переданная частицей чувствительному объему, должна быть выше пороговой величины Ec, характеризующей функциональное свойство этого объема.

\r\n

\r\n\r\n

','

Одиночные случайные эффекты (ОСЭ) возникают из-за нарушения свойств чувствительного объема при прохождении в нем одной частицы. Они возникают при облучении ионами (тяжелыми заряженными частицами) чувствительных объемов микронных размеров. Например, в современных приборах микроэлектроники ОСЭ возникают из-за образования неравновесных носителей заряда в результате ионизации.

\r\n

На слайде представлены два механизма возникновения ОСЭ при воздействии частиц космической радиации: непосредственно от ионов, входящих в состав космических лучей (прямой механизм), и от вторичных ионов, создаваемых в результате ядерных столкновений протонов космической радиации с ядрами вещества (ядерный механизм). \r\n

');
INSERT INTO book VALUES (144,'Одиночные случайные эффекты','

Количественной мерой возникновения ОСЭ при воздействии потока частиц является частота ОСЭ.

\r\n
\r\n

При воздействии плотности потока частиц F (1/см2с) с энергией E0=const и углом падения θ0 = const

\r\n

\r\n
\r\n\r\n
\r\n

При воздействии плотности изотропного потока частиц Fi(E) (1/см2сМэВ) разного типа и разной энергии

\r\n

\r\n

или используя модельные представления для прямого механизма возникновения ОСЭ

\r\n

\r\n

где F(L)- дифференциальный спектр ЛПЭ плотности потока частиц

\r\n
','

ОСЭ является стохастическим явлением и вероятность его возникновения характеризуется, так называемым, сечением ОСЭ . В общем случае эта величина σi (E, θ) зависит от сорта частиц, их энергии и направления движения ионов в чувствительном объеме.

\r\n

Модели прямого механизма возникновения ОСЭ рассматривают сечение ОСЭ σi (L, θ) в зависимости от ЛПЭ ионов независимо от их сорта, что позволяет иметь одну зависимость сечения ОСЭ (вместо многих) для оценки частоты сбоев от потоков ионов космических лучей, включающих ионы разного сорта.

\r\n

Важно отметить, что в отличие от поглощенной дозы, частота ОСЭ характеризует свойство материала или прибора в определенный момент времени, синхронизированный с воздействующим потоком частиц. Однако частота ОСЭ рассчитывается и для продолжительного интервала времени, но тогда для ее расчета используется усредненная в этом интервале плотность потока частиц. \r\n

');
INSERT INTO book VALUES (145,'Одиночные случайные эффекты','

Примеры сечения ОСЭ у микросхем памяти при нормальном угле падения в зависимости от:

\r\n

\r\n

','

Для определения абсолютных значений сечений ОСЭ и вида зависимостей σp(E) и σion( L ) используют ускорители протонов и тяжелых ионов.

\r\n

Значения сечения ОСЭ σion(L) от ТЗЧ возрастают с увеличением ЛПЭ от некоторого порогового значения Lcи стремятся к постоянному значению σsat, которое зависит от размеров чувствительного объема микрообъекта. Похожее возрастание значений сечения ОСЭ σp(E) наблюдается в зависимости от энергии протонов, однако в этом случае пороговое значение Ec зависит от эффективного порога ядерных реакций, а величина σsat- не только от размеров чувствительного объема, но и от сечения образования остаточных ядер в веществе микрообъекта.

\r\n

В настоящее время такие зависимости получены для многих микросхем памяти, которые использовались и используются в аппаратуре КА, так как являются наиболее чувствительным компонентом современной электроники в части возникновения ОСЭ. \r\n

');
INSERT INTO book VALUES (146,'Выводы к параграфу 'Радиационные эффекты'','','

Для определения радиационных условий на КА приходится учитывать разнообразные радиационные поля, которые в космическом пространстве формируются разными источниками и включают потоки заряженных частиц разного сорта с разными энергетическими спектрами.\r\n

\r\nБолее того вид этих спектров и потоки частиц меняются в зависимости от траектории полета КА и могут изменяться во время полета КА. Все эти изменения оказывают существенное влияние на уровень радиационной опасности, который следует учитывать для обеспечения работоспособности оборудования КА.\r\n

\r\nСледующий раздел будет посвящен обсуждению общих закономерностей изменения радиационных условий и характеристик радиационной опасности в космическом пространстве и на орбитах полета КА.');
INSERT INTO book VALUES (148,'Факторы космического полета','

Глобальные:

\r\n\r\n

Локальные

\r\n','

Общий вид и изменения энергетических спектров потоков частиц радиационных полей изучается на основе спутниковых данных и обобщаются в моделях потоков частиц радиационных полей. Точность этих моделей и границы их применимости зависят от многих факторов космического полета , которые необходимо учитывать для прогнозирования радиационной опасности на КА во время его полета.

\r\n

Эти факторы можно разделить на глобальные, из-за которых происходят изменения потоков во всем космическом пространстве, и локальные, которые зависят от особенностей траектории и конструкции КА.

');
INSERT INTO book VALUES (149,'Происхождение радиационных полей','

В межпланетном пространстве существуют:

\r\n\r\n

В околоземном космическом пространстве существуют:

\r\n\r\n

Потоки частиц космических лучей также проникают в магнитосферу Земли.

','

Основными источниками радиационной опасности на КА являются три наиболее мощных и достаточно хорошо изученных радиационных поля, которые отличаются своим происхождением и состоят из потоков частиц с отличными энергетическими спектрами.

\r\n

Другие известные радиационные поля (ионы аномального компонента космических лучей, ионы захваченной радиации, электроны и протоны альбедо на низких высотах), состоят из более слабых потоков частиц и еще недостаточно изучены. Основная часть этих потоков состоит из частиц с энергией менее нескольких МэВ и поэтому их вклад в радиационную опасность на КА в основном должен быть связан с поверхностными эффектами. \r\n

');
INSERT INTO book VALUES (150,'Пример энергетических спектров частиц на орбитах КА','\r\n
Каждое радиационное поле имеет характерные особенности в энергетическом спектре потоков частиц, а соотношение между потоками частиц разных радиационных полей меняется в зависимости от траектории (орбиты) КА.','');
INSERT INTO book VALUES (151,'Солнечная активность','

Пример солнечно- циклических вариаций потоков протонов РПЗ с Е=80-215 МэВ на разных дрейфовых оболочках L (Huston, S. L., 1996)

\r\n

\r\n

\r\n

Источник:
http://radhome.gsfc.nasa.gov/radhome/papers/slideshow10/SC_NSREC97/img045.gif

','

Влияние солнечной активности на потоки частиц РПЗ в основном проявляется на низких орбитах КА с высотой до 1000 км.

\r\n

Как видно из рисунка, с уменьшением солнечной активности (розовая кривая) поток протонов возрастает и, наоборот, уменьшается с увеличением солнечной активности.

\r\n

Объяснение этого эффекта связано с эффектом рассеяния захваченных частиц на атомах атмосферы, так как на этих высотах дрейфовые оболочки (имеющие параметр L< ~1,2) , по которым движутся захваченные частицы, соприкасаются (по крайней мере частично) со слоями верхней атмосферы Земли. При этом захваченные частицы взаимодействуют с атомами атмосферы, рассеиваются на них и выбывают из потока. Эффект рассеяния и, следовательно, уменьшение потока захваченных частиц наиболее заметен в годы максимума солнечной активности (синие кривые), когда происходит наиболее сильное увеличение концентрации атомов атмосферы на конкретной дрейфовой оболочке из-за разогрева атмосферы. Естественно, этот эффект проявляется наиболее сильно на самой низкой дрейфовой оболочке ( L=1.12) , которая проходит в наиболее плотных слоях атмосферы.

\r\n

Влияние солнечной активности на потоки протонов и электронов РПЗ учитывается в эмпирических моделях этих потоков AP8 и AE8 ( D.M.Sawyer, J.I.Vette, 1979; J.I.Vette, 1991 ) и НИИЯФ (ГОСТ 25645.138-86 и ГОСТ 25645.138-86), которые устанавливают потоки для максимума и минимума солнечной активности. Однако, следует отметить, что эти часто используемые модели разрабатывались на экспериментальных данных, полученных в основном до 1980 г., и поэтому нуждаются в дальнейшем совершенствовании.

\r\n');
INSERT INTO book VALUES (152,'Солнечная активность','

Пример солнечно- циклических вариации потоков ядер гелия ГКЛ с энергией 70-95 МэВ/нуклон и чисел Вольфа в зависимости от календарного времени.
Точки - экспериментальные данные спутника IMP-8.

\r\n

\r\n

','Наибольшие потоки частиц ГКЛ в межпланетном пространстве наблюдаются в годы минимума солнечной активности. Это явление связывается с влиянием солнечной активности на состояние межпланетной среды (солнечного ветра), которая препятствует проникновению частиц, приходящих из Галактики в Солнечную систему.\r\n

Влияние солнечной активности на энергетические спектры потоков частиц ГКЛ учитывает динамическая модель потоков ГКЛ НИИЯФ (ГОСТ 25645.150-90; Nymmik et al. 1995) и используемая в NASA модель Badhwar&O\'Neill (1992).

');
INSERT INTO book VALUES (153,'Солнечная активность','Солнечно- циклические вариации потоков протонов СКЛ и чисел Вольфа в зависимости от календарного времени:\r\n

\r\n
\r\n

\r\nПиковые потоки протонов СКЛ в зависимости от чисел Вольфа:\r\n

\r\n','Влияние солнечной активности на величину потоков частиц СКЛ, появление которых носит дискретный и случайный характер, проявляется в увеличении частоты их появления с увеличением солнечной активности (левый рисунок)\r\n

Поэтому, при одной продолжительности полета вблизи максимума или минимума солнечной активности вероятность появления событий СКЛ выше во время максимума СА. При этом следует подчеркнуть, что вероятность появления одного события СКЛ одинаковой величины от солнечной активности практически не зависит (правый рисунок).\r\n

В настоящее время для прогнозирования потоков (флюенсов) протонов СКЛ в зарубежной практике наиболее широко используется модель JPL91 (Feynman, J. et al., 1993), в которой отсутствуют потоки частиц СКЛ в течение 4-х лет вблизи минимума солнечной активности, а для прогнозирования пиковых потоков частиц (включая ионы) - модель CRÈME96 (Tylka A.J., et al. 1997) . В НИИЯФ МГУ для этих целей разработана вероятностная модель потоков протонов СКЛ (Ныммик Р.А., 1997; ГОСТ Р 25645.165-2001), которая прогнозирует потоки и пиковые потоки частиц для любого года цикла солнечной активности. ');
INSERT INTO book VALUES (154,'Сравнение потоков ГКЛ и СКЛ в межпланетном пространстве','\r\n\r\nДифференциальные энергетические спектры протонов (а) и поглощенные дозы (б), полученные по данным спутника IMP8 для периодов минимума (W<40) и максимума (W>145) солнечной активности с 1965 по 1997 г.г. ','Особенно важную роль солнечная активность имеет для оценки радиационной опасности в межпланетном пространстве, где существуют только потоки частиц ГКЛ и эпизодически появляющиеся потоки частиц СКЛ. \r\n

Сравнение энергетических спектров среднегодовых потоков протонов для периодов минимума и максимума солнечной активности показывает, что даже в периоды минимума солнечной активности потоки протонов с энергиями менее ~150 МэВ выше от СКЛ, чем ГКЛ. Этот экспериментальный факт заставляет пересмотреть существующее упрощенное представление о существовании 'спокойного' периода в годы низкой солнечной активности, когда радиационная опасность для КА считается зависящей только от потоков частиц ГКЛ.\r\n

Действительно, результаты расчета среднегодовой поглощенной дозы для минимума солнечной активности (используя приведенные энергетические спектры) показывает более высокий вклад в среднегодовую дозу от потоков протонов СКЛ, чем от потоков протонов ГКЛ, если эффективная толщина защиты на КА менее 3 г/см2 (для максимума солнечной активности <20 г/см2).');
INSERT INTO book VALUES (155,'Вековой дрейф магнитного поля Земли','

\r\n 

\r\n

Отношение потоков протонов с энергией более 40 МэВ, рассчитанное с использованием базы данных модели AP8MAX,  для эпохи 1991  и 1970 г.г. над Бразильской аномалией на высоте 500 км. (Энциклопедия, 2000)

\r\n
 
\r\n
\r\n\r\n
\r\n
  \r\n
\r\n
Энергетические спектры протонов на круговой орбите с высотой 500 км  и наклонением 82 градуса, рассчитанные по модели для эпох 1970 и 2000 г.г.
','За последние десятилетия дипольный момент магнитного поля Земли уменьшился и сместился его центр. Этот эффект привел к смещению силовых линий маг