¿La dosis de radiación de los rayos cósmicos es mayor detrás de 50 cm de blindaje o menor?

He visto que se dice que debido a que las partículas GCR de alta energía provocan un rocío de partículas secundarias cuando pasan a través del material, hay más radiación incluso detrás de un blindaje bastante grueso que si no hubiera ningún blindaje. Se utilizó un artículo de Vanessa Aulessa para producir el siguiente gráfico en una conferencia de Rob Mueller

La dosis de gcr comienza en 0,015 Sv, alcanza su punto máximo en 0,13 Sv a 180 g/cm2, disminuye a 0,02 Sv a 500 g/cm2

Pero también me han mostrado gráficos que muestran que la radiación cósmica comienza a disminuir tan pronto como golpea el escudo. El siguiente gráfico de un artículo de Donald Rapp (página 7) muestra esa versión:

gcr comienza en 60 cSv, cae a un promedio de 40 cSv después de 10 g/cm2, disminuye a menos de 30 cSv después de 50 g/cm2

Esta presentación de diapositivas de Martha Clowdsley llega a la misma conclusión y enumera los modelos de transporte utilizados.

He visto ambos modelos mencionados en otros lugares. ¿Por qué aparentemente se contradicen?

este tipo de cálculos en cascada y estimaciones de dosimetría son bastante, realmente, complicados y puede haber diferencias sustanciales entre las definiciones, los modelos de rendimiento de espalación y otras suposiciones. Es posible que el segundo artículo no sea revisado por pares por físicos expertos en este tipo de modelado (¡dos revisores, uno también es el editor! ), Ni siquiera me molestaría en volver a mirarlo. Este es un modelo complicado y me apegaría a las fuentes que provienen de modelos bien aceptados que han pasado la revisión por pares muchas veces. Desafortunadamente, eso puede requerir algunos trucos de mitigación de paywall.
"Tripathi et al. (2001) incorporaron los resultados de cálculos de transporte detallados para varios materiales de protección en una base de datos de diseño de protección". Tripathi et al (2001) se publica en qué revista? ¡ Sociedad de Ingenieros Automotrices !
@uhoh: esperaba obtener claridad de alguna manera de los verdaderos expertos, porque me doy cuenta de que esto no es algo en lo que simplemente pueda concentrarme. Espera... Donald Rapp, ya veo, es bastante controvertido...
La parte del video que es relevante comienza poco después de donde se abre cuando se hace clic en el enlace. Recomiendo el resto, aunque en general es muy interesante. No es tan complejo, es una introducción, pero cubre mucho terreno desde una perspectiva práctica real.
Agregué otra referencia para el segundo gráfico, el de un investigador de NASA Langley.
Hay rayos cósmicos de fondo y eventos solares. Esto toma tiempo para pasar y asegurarse de entender cada paso y suposición. ¿Es de esperar que alguien que ya sepa la respuesta venga y responda en breve? De lo contrario, veré qué puedo hacer, pero no será rápido. Vea estos tres más algunos de estos y también esto : ¡la figura 4-7 es increíble!
Diferencia significativa: cantidad de radiación cósmica frente a dosis de radiación absorbida por el cuerpo humano. Para los rayos cósmicos más energéticos, el cuerpo humano es completamente transparente, por lo que pasan inofensivamente. Pero ralentízalos lo suficiente con un escudo lo suficientemente grueso...
@SF, supongo que vale la pena tratar de decir eso más específicamente: las posibilidades de que un rayo cósmico de muy alta energía golpee algo cuando pasa a través de una nave son bajas, pero si lo hace, entonces hay una lluvia de partículas de energía más baja que van más lento y tiene una mayor posibilidad de golpear algo más mientras aún está en la nave, y si lo hace, entonces hay otra lluvia de partículas que van aún más lento y tiene una posibilidad aún mayor de golpear algo más... y si esta cascada llega lo suficientemente lejos, en el lugar correcto, una gran cantidad de partículas generadas hacen mucho daño dentro de ti?
@SF ¿Lo entendí bien? Porque estaba preguntando si esa es la imagen correcta...
@kimholder: Si lo supiera, lo publicaría como respuesta. Recuerdo un poco a alguien aquí hablando de esto, pero realmente no quería entrar en detalles más finos, cuyo recuerdo es incompleto.
@SF ¿Quizás esto fue todo? space.stackexchange.com/a/9388/4660 Cuando dijiste eso, me extrañó, pero me tomó un tiempo volver a encontrarlo. Tuve problemas con eso antes, pero se está hundiendo lentamente... Entonces, para los HZE, es su carga y velocidad.

Respuestas (1)

Esos dos gráficos no muestran lo mismo. La diapositiva de la conferencia está etiquetada de manera engañosa, pero el documento original deja en claro que la tabla solo muestra neutrones, en su mayoría producidos por espalación del escudo. Eso aumenta con el blindaje adicional (sin blindaje significa que no hay espalación), pero la dosis general, incluidas otras fuentes, disminuye.

Consulte la figura 7 en el segundo documento para ver un gráfico que muestra los diversos componentes de la dosis de radiación a medida que aumenta el grosor del escudo.

ingrese la descripción de la imagen aquí

El artículo de Aulessa menciona 'nucleones ligeros', así que también protones. Pero estaba frustrado por la falta de citas al respecto, porque parece provenir de otra parte. El artículo de Rapp es mucho más específico y centrado, sin embargo, me resulta difícil conciliar que una conferencia de la NASA específicamente sobre los hábitats a largo plazo en la Luna no sería correcta. ¿Podría haber otros factores aquí? ¿Realmente entendieron algo tan central tan mal?
Mirando ese gráfico por un tiempo, me confundo cada vez más con la fuente de iones Z altos. ¿Cuál es la fuente real de iones Z>= 10 (Neón y más pesados) que disminuyen con decenas de centímetros de blindaje? ¿Son energéticas, como >100 MeV y se producen fuera del blindaje, o en el blindaje, o son de baja energía y se producen dentro del cuerpo como retroceso de partículas más ligeras?
@kimholder Se mencionan otras partículas, pero los puntos en el gráfico corresponden directamente a una tabla que está etiquetada más específicamente. No está tan mal como incompleto, y las partículas secundarias pueden ser las más relevantes, ya que cualquier escudo capaz de bloquearlas tampoco dejará pasar nada más.
@uhoh Consulte la sección de fuentes de radiación de Rapp: el GCR tiene una cantidad relativamente pequeña de partículas más grandes, pero al ser grande y enérgico, no desea ser golpeado por ellas.
¡Ay, ya veo lo que quieres decir! Tanto los rayos cósmicos galácticos como los eventos solares tienen, muy aproximadamente, un porcentaje de iones pesados, y con d mi / d X ∼ Z 2 eso es un gran problema ¡ HZE !
Muy bien, me tomó un tiempo revisarlo correctamente, pero creo que ahora entiendo lo que quieres decir. Entonces, el gráfico de Simonsen termina en 75 g/cm2, y el gráfico basado en Aulessa alcanza un máximo de alrededor de 150 g/cm2. ¿Sería razonable decir que la disminución de la dosis total descendería más allá de ese punto o cambiaría de pendiente?
Rapp parece poner el pico de neutrones antes, pero eso no es irrazonable dadas todas las suposiciones que pueden diferir en un modelo complejo. La gran diferencia está en los objetivos: Rapp está diseñando para una misión a Marte y solo necesita obtener una misión de dos años por debajo de la dosis de por vida permitida, para que pueda descartar el escudo de 5 m por tener rendimientos decrecientes, especialmente cuando ese escudo y la estructura de soporte pesarían. el doble en Marte. Aulessa apunta a dosis a nivel de la superficie de la Tierra, por lo que un escudo de 1 m es insuficiente y los efectos detallados del primer metro de blindaje pueden ignorarse.
¿La dosis de radiación de los rayos cósmicos es mayor detrás de 50 cm de blindaje o menor?
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