طراحی و محاسبه یک حفاظ پرتویی چند لایه برای جایگزینی با حفاظ آلومینیومی در ماهواره‌‌های مدار GEO

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه کاربرد پرتوها، دانشکده مهندسی هسته‌ای، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 استادیار، گروه کاربرد پرتوها، دانشکده مهندسی هسته‌ای، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 استاد، گروه کاربرد پرتوها، دانشکده مهندسی هسته‌ای، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

doi
10.22059/jesphys.2021.323466.1007319
چکیده

حفاظت قطعات الکترونیکی در برابر پرتوهای فضایی یکی از مهم­ترین الزامات اولیه در طراحی و ساخت ماهواره­ها می‌باشد. در این کار با محاسبه دز ناشی از پرتوهای فضایی در ماده سیلیکونی با استفاده از کد مونت کارلوی MCNPX به ارزیابی تأثیر سازه­های مختلف در حفاظ‌‌سازی پرتوهای فضایی پرداخته شده است. حفاظ پرتویی چند لایه متشکل از آلومینیوم، کربن و پلی­اتیلن طراحی شد و عملکرد آن با حفاظ­هایی از جنس آلومینیوم و پلی­اتیلن برای بازه­های دز متفاوت بررسی شد. همچنین سه بازه دز پرتویی که برای اکثر قطعات تجاری به‌صورت ریسک کارکردی تعریف می­شود در نظر گرفته شد. نتایج نشان می‌‌دهد که با جایگزینی حفاظ چند لایه به‌جای حفاظ مرسوم آلومینیومی در بازه‌‌های دز مشخص، در بیشترین حالت 12/22 درصد کاهش وزن حاصل خواهد شد. علاوه‌برآن، در صورت عدم ‌الزام به استفاده از جعبه­های آلومینیومی جهت قرارگیری قطعات الکترونیکی داخل ماهواره، استفاده از حفاظ پلی­اتیلنی از لحاظ بودجه وزنی در حالت خطر بالا با 65/17 درصد، خطر متوسط 16/13 درصد و خطر کم با 23/19 درصد اختلاف نسبت به حفاظ آلومینیومی مقرون به­صرفه می­باشد.