¿Modelo 3D de radiación en órbita terrestre?

Estoy tratando de estimar las masas de blindaje requeridas para mantener un nivel de radiación igual o inferior a la radiación promedio de la tierra de 3 mSv por año en diferentes órbitas terrestres (LEO, MEO, GEO y 50000 km +).

Inicialmente, realicé ingeniería inversa del método de estimación de radiación utilizado para calcular la radiación recibida estimada para la misión Apolo para determinar el blindaje requerido en la órbita terrestre más alta (más de 50 000 km).

Lamentablemente, este documento ha sido eliminado.

Así que mi segundo enfoque es usar figuras como:

y encuentre una tasa de dosis experimentada en la radiación más intensa (en mSv/hr), vincúlela al valor con 3*10^8 [¿unidades?] y luego use los otros 10^x valores como un factor de escala para la tasa de dosis experimentado a esas alturas de la órbita en mSv/hr.

Y luego dividiendo eso con los 7 cm de agua requeridos a la mitad de la radiación como lo menciona KeithS en esta pregunta de StackExchange .

Sin embargo, este método

1. No tiene en cuenta la diferente composición de partículas de radiación de las diferentes órbitas.
2. No tiene en cuenta la diferente composición de las partículas de radiación en la efectividad del blindaje.
3. No tiene en cuenta los efectos de Bremzstralung.
4. Es muy inexacto debido a los datos inexactos (1 imagen estática)
5. Necesita verificación en las unidades de la imagen utilizada como fuente de datos.

Por lo tanto, un modelo 3D que convierta las mediciones de radiación en mSv o Gy en un volumen (esfera) con 1 kg de material en función de la masa de protección adicional con densidad rho y protección de y gramos/cm^2 mejoraría mucho la precisión de la estimación.

Los datos están disponibles tal como aparecen en las figuras, pero no puedo encontrar dicho modelo (entiendo que la radiación real depende del tiempo, pero incluso un promedio o una instancia de los datos aumentaría significativamente la precisión de la estimación).

¿Conoces algún modelo así?

Solución de la primera iteración: convertir al nivel de blindaje requerido usando:

1. 1 Roentgen = 9,329664 mSv
2. 7 gramos de blindaje/cm^2 producen una radiación que se reduce a la mitad
3. 3 mSv/año = meta

Flexible

• ${(10 \cdot 9.33 \cdot 365 \cdot 24)}\cdot {(\frac{1}{2})}^{n_{worst}}=3$
• ${(1 \cdot 9.33 \cdot 365 \cdot 24)}\cdot {(\frac{1}{2})}^{n_{best}}=3$

Resultando en

-$n_{worst} = 18.06 -> t_{worst} = 18.06 \cdot 7 = 126.5 grams/cm2$-$n_{best} = 14.8 -> t_{best} = 14.8 \cdot 7 = 103.6 grams/cm2$

Suponiendo que el oro es un material de protección con una densidad de$\rho_{gold}$= 19,3 g/cm^3, para la esfera de 1L con radio$(\frac{4}{3} \cdot Pi \cdot r^3) =0.001 -> r_v = 0.062035 m =6.2035 cm$, la masa de protección (-el 1 litro de esfera no protegida) se convierte en:

-masa en el peor de los casos =$(\frac{4}{3} \cdot Pi \cdot (r_v+\frac{t_{worst}}{\rho_{gold}}/)^3)-19.3=\frac{4}{3} \cdot Pi \cdot (0.062035+0.01 \cdot \frac{126.5}{19.3})^3)19300-19.3 =148.6 kg$

-masa en el mejor de los casos =$(\frac{4}{3} \cdot Pi \cdot (r_v+\frac{t_{best}}{\rho_{gold}}/)^3)-19.3=\frac{4}{3} \cdot Pi \cdot (0.062035+0.01 \cdot \frac{103.6}{19.3})^3)19300-19.3 = 106 kg$

Dudas:

Validez del supuesto 1, la conversión de Roentgen a mSv se estima en: 10 a 100 [Roentgen/hora] = 0,01 a 0,04 Gy/hora según van Allen en 1958 . Donde 0,01 a 0,04 Gy/hora se convertiría en 0,01 mSv por 10 roentgen en lugar de 0,01 mSv por 1 Roentgen como se supone.

Aplicabilidad de la suposición 2: el blindaje requerido en realidad se optimizará para diferentes órbitas, ya que, por ejemplo, el bremsstraling se protege de manera más eficiente de manera diferente a los protones de alta energía, dando valores diferentes a los simples 7 gramos/cm^2.