ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

БЕЗОПАСНОСТЬ РАДИАЦИОННАЯ
ЭКИПАЖА КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
В КОСМИЧЕСКОМ ПОЛЕТЕ

МЕТОД РАСЧЕТА
РАДИАЦИОННОГО РИСКА

 

РД 50-25645.205-83

 

 

Москва

ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

1984

 

ИСПОЛНИТЕЛИ

A.В. Баюков, канд. техн. наук; П.И. Быстров, канд. техн. наук; В.И. Волга; B.П. Демин, канд. техн. наук; А.И. Григорьев, д-р мед. наук; Е.Е. Ковалев, д-р техн. наук; Л.М. Коварский, канд. техн. наук; Е.Н. Лесновский, канд. техн. наук; А.П. Лобаков; В.Н. Никитинский; В.А. Панин; В.М. Петров, канд. физ.-мат. наук; И.Я. Ремизов, канд. техн. наук; В.А. Сакович, канд. техн. наук; Ю.П. Семенов, д-р техн. наук; В.Н. Соболев; В.И. Степакин, канд. техн. наук; М.А. Сычков, канд. техн. наук; И.Ф. Усольцев

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта № 6406 от 21 декабря 1983 г.

 

РУКОВОДЯЩИЙ НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ

Утверждены Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 21 декабря 1983 г. № 6406. Срок введения в действие установлен с 01.01.85

Методические указания (МУ) устанавливают алгоритм расчета радиационного риска экипажа космического аппарата в космическом полете.

МУ предназначены для установления соответствия проекта космического аппарата, его реального исполнения или эффективности системы обеспечения радиационной безопасности космического аппарата нормам радиационной безопасности путем сопоставления расчетного значения радиационного риска экипажа с его нормативным уровнем при проектировании космического аппарата, испытании эффективности его защиты и осуществлении экспертизы радиационной безопасности космического полета.

Термины, применяемые в настоящих МУ, и их определения приведены в справочном приложении.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Радиационный риск экипажа космического аппарата в космическом полете рассчитывают как увеличение риска экипажа космического аппарата вследствие соматических радиобиологических эффектов, возникающих в результате радиационного воздействия на экипаж в космическом полете:

где R = 1 - е^-Ω - риск экипажа в отсутствии радиационного воздействия;

 - риск экипажа при наличии радиационного воздействия;

DΩ^рад - увеличение значения Ω вследствие радиационного воздействия;

, где ω(t) - вероятность гибели космонавтов в единицу времени, Т - продолжительность полета.

1.2. Поскольку нормативное значение радиационного риска экипажа много меньше единицы, принимают

где  - плотность распределения вероятности значения обобщенной дозы Н в момент времени t;

F(H) - зависимость от обобщенной дозы увеличения вероятности гибели космонавтов в единицу времени в космическом полете вследствие соматических радиобиологических эффектов.

1.3. Значение  определяется временным режимом накопления равноценной дозы излучения детерминированных источников G^дет(t) и излучения вероятностных источников G^вер(t). При этом G^вер(t) является случайной функцией:

моментов времени возникновения t_j случайных событий, вызывающих радиационное воздействие;

значений равноценной дозы в отдельном событии , где j - номер события;

распределения относительных значений часовой равноценной дозы в течение случайного события DG^вер(t)/G^вер. Соответствующее математическое выражение для  представляет собой бесконечный ряд интегралов возрастающей кратности.

1.4. Алгоритм вычисления многократных интегралов, входящих в математическое выражение радиационного риска экипажа, основывается на методе статистических испытаний (метод Монте-Карло).

1.5. Исходными данными для расчета радиационного риска экипажа являются характеристики радиационного воздействия на космонавта в течение космического полета, соответствующие принятой для данного полета проектной модели радиационной обстановки.

1.6. В качестве характеристики радиационного воздействия ионизирующего излучения детерминированных источников используют последовательность значений часовой равноценной дозы излучения этих источников .

1.7. В качестве характеристики радиационного воздействия ионизирующего излучения вероятностных источников используют распределение относительных значений часовой равноценной дозы в течение случайного события , где l - номер часа в течение случайного события, и зависимость частоты случайных событий, вызывающих это воздействие, от времени - λ(t).

1.8. Совокупность случайной последовательности моментов времени возникновения случайных событий, вызывающих радиационное воздействие в течение космического полета, и случайных значений равноценной дозы в каждом из этих событий составляют случайную реализацию радиационного воздействия ионизирующего излучения вероятностных источников.

1.9. Значение радиационного риска экипажа, рассчитанное для некоторой k-й случайной реализации радиационного воздействия ионизирующего излучения вероятностных источников и заданной последовательности , является случайным значением радиационного риска экипажа .

1.10. Значение радиационного риска экипажа, предназначенное для сравнения с нормативным уровнем, получают путем усреднения значений  по некоторому их количеству N

1.11. Средняя квадратическая погрешность - s_N значения  обусловленная ограниченностью значения N, равна:

1.12. Значение N, которым ограничивают вычисление , принимают в соответствии со средней квадратической погрешностью s_N, принятой для данной стадии проектирования.

2. АЛГОРИТМ РАСЧЕТА СЛУЧАЙНОГО ЗНАЧЕНИЯ РАДИАЦИОННОГО РИСКА ЭКИПАЖА

2.1. Случайную последовательность {t_j} получают путем последовательного решения уравнения

где a_j - случайное число, равномерно распределенное на интервале от нуля до единицы, t₀ = 0 - начало полета. Решение указанного уравнения прекращают, когда нарушается условие

t_j £ T.

2.2. Случайную последовательность  получают путем последовательного решения уравнения

где b_j - случайное число, равномерно распределенное на интервале от нуля до единицы.

2.3. Каждое значение  распределяют по последовательным часам после начала случайного события в соответствии с  и получают таким образом значения часовой равноценной дозы излучения j-го случайного события .

2.4. Значения , исходя из значения t_j, прибавляют к соответствующим по времени значениям  и получают таким образом случайную последовательность значений часовой равноценной дозы излучения всех источников {DG_i}.

2.5. По последовательности {DG_i} используя нормативную модель эффективной дозы, рассчитывают случайную последовательность значений обобщенной дозы {H(t_m)} на конец каждых суток полета.

2.6. В соответствие последовательности {H(t_m)}, используя нормативную модель обобщенного радиобиологического эффекта, строят последовательность {F(t_m)} ≡ {F(H(t_m))}.

2.7. Значение DΩ^рад рассчитывают по формуле

2.8. Случайное значение радиационного риска экипажа  принимают равным DΩ^рад.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЯХ, И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 

СОДЕРЖАНИЕ