Радиационные нагрузки на космонавта при внекорабельной деятельности в скафандре "Орлан-М" на низких околоземных орбитах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.02, кандидат технических наук Карташов, Дмитрий Александрович

• Карташов, Дмитрий Александрович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Карташов, Дмитрий Александрович

Введение.

1 Анализ условий облучения космонавтов в орбитальном полете при внекорабельной деятельности (по литературным данным).

1.1 Применение скафандров при внекорабельной деятельности для обеспечения радиационной безопасности космонавта.

1.2 Радиационная обстановка в околоземном космическом пространстве.

1.2.1 Галактические космические лу чи.

1.2.2 Солнечные космические лучи.

1.2.3 Радиационные пояса Земли.

1.2.4 Кривые ослабления доз космического излучения на низких околоземных орбитах.

1.3 Воздействие космического излучения на космонавта.

1.3.1 Нормативные уровни космической радиации.

1.3.2 Тканеэквивалентные фантомы в космических исследованиях.

1.3.3 Экспериментальные исследования облучения космонавтов в орбитальном полете при ВКД.

1.3.4 Исследование радиационного воздействия на космонавта при ВКД (космический эксперимент «Матрешка»).

Выводы к главе 1.

2 Методика расчета самоэкранированности критических органов тела человека в антропоморфном фантоме.

2.1 Алгоритм расчета.

2.2 Анализ результатов расчета функций самоэкранированности.

2.3 Анализ влияния негомогенности антропоморфного фантома на дозы в представительных точках.

2.4 Дозы в представительных точках упрощенного антропоморфного фантома.

Выводы к главе 2.

3 Методика определения функций экранированности представительных точек антропоморфного фантома внутри скафандра.

3.1 Анализ данных эксперимента по определению массовой толщины скафандра «Орлан-М» методом гамма- и бета- просвечивания.

3.2 Защищенность представительных точек антропоморфного фантома в скафандре «Орлан-М».

3.3 Примеры оценок радиационных нагрузок на космонавта и эффективности защиты скафандра «Орлан-М» на орбите МКС.

Выводы к главе 3.

4 Анализ данных измерений доз в условиях внекорабельной деятельности на МКС

4.1 Сопоставление расчетных оценок с результатами измерения дозы снаружи МКС в космическом эксперименте «Матрешка».

4.2 Сопоставление с условий КЭ «Матрешка» с ВКД в скафандре «Орлан-М».

Выводы к главе 4.i

5 Оптимизация радиационных нагрузок при внекорабельной деятельности за счет использования эффекта западно-восточной асимметрии.

5.1 Защищенность представительных точек тела космонавта в скафандре «Орлан-М» в передней и задней полусфере.

5.2 Описание анизотропии потоков захваченных протонов в Южно-Атлантической аномалии.

5.3 Оценки радиационных нагрузок на представительные точки тела космонавта при

ВКД с учетом западно-восточной асимметрии захваченных протонов.

Выводы к главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Радиационные нагрузки на космонавта при внекорабельной деятельности в скафандре "Орлан-М" на низких околоземных орбитах»

Анализ источников космического излучения (КИ) в околоземном пространстве и многочисленные результаты дозиметрических исследований, выполненных на космических летательных аппаратах, указывают, что пилотируемые космические полеты являются радиационно-опасным видом деятельности человека. В соответствии с рекомендациями Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) такой вид деятельности требует соответствующих мер по снижению уровня радиационного риска для здоровья и жизни космонавтов [1].

Актуальность проблемы.

Космическая радиация является неустранимым фактором космического полета, влияние которого невозможно полностью исключить из-за существующих ограничений на массу, энергопотребление и другие ресурсы космического аппарата. В связи с предполагаемым в будущем расширением масштабов космической деятельности (международная космическая станция (МКС), межпланетные пилотируемые полеты и др.) и увеличением сроков пребывания человека на борту космического аппарата значение этого фактора будет неуклонно возрастать.

Для регламентирования радиационного воздействия на космонавтов в 2004 г. были согласованы и выпущены Методические указания МУ 2.6.1.44-03-2004 «Ограничение облучения космонавтов при околоземных космических полетах (ООКОКП-2004)» [2]. Этот документ разработан с учетом требований законов Российской Федерации и Норм радиационной безопасности НРБ-99 [3], а также с учетом специфики радиационного воздействия на человека в условиях орбитальных космических полетов, специфики профессии космонавтов и конструктивных особенностей пилотируемых космических аппаратов. В соответствии с требованиями Методических указаний [2] на всех этапах космического полета необходимо отслеживать дозу на критические органы космонавта, такие как глаза, кожа, кроветворная система, а также определять его эффективную дозу за период профессиональной деятельности. Отдельного рассмотрения требует этап космического полета, связанный с внекорабельной деятельностью, при котором, в силу изменившихся условий защищенности, радиационная нагрузка на критические органы тела космонавта возрастает по сравнению с его пребыванием внутри космического аппарата.

Воздействие космических излучений приводит к перепаду доз в теле космонавта. Размещение детекторов космических излучений непосредственно в теле космонавта не представляется возможным. Для определения доз в критических органах и, в конечном итоге, эффективной дозы, необходимо использование тканеэквивалентных фантомов, размещаемых в обитаемых отсеках космического аппарата. В настоящее время в стадии реализации находится космический эксперимент «Матрешка-Р», предусматривающий экспонирование тканеэквивалентных фантомов различной геометрии внутри и снаружи станции [4]. Внутри фантомов на различной глубине залегания размещаются активные и пассивные дозиметры.

Продолжающаяся эксплуатация МКС, а также планируемые лунные и марсианские экспедиции предполагают активное использование скафандров при работе снаружи станции или на поверхности другой планеты. Знание функций экранированности органов и систем тела космонавта при работе в скафандре позволяет получать более точную оценку радиационного риска.

К началу работы над настоящей диссертацией (2000г.) данные о дозах облучения в представительных точках тела космонавта для условий внекорабельной деятельности (ВКД) отсутствовали. Имеющиеся экспериментальные данные носили фрагментарный характер и были выполнены с использованием детектора, расположенного на наружной поверхности скафандра, что не позволяло сделать заключение о дозах, полученных критическими органами тела космонавта и сравнить их с нормативными величинами. Кроме того, отсутствовала методика расчета радиационных нагрузок на тело космонавта в условиях внекорабельной деятельности, опирающаяся на функции экранированности точек внутри скафандра, что позволяло делать лишь приближенные оценки доз облучения в представительных точках при ВКД.

Цель и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является получение расчетных оценок радиационных нагрузок на космонавта при внекорабельной деятельности в скафандре «Орлан-М» на низких околоземных орбитах, основываясь на результатах наземных экспериментальных исследований по определению толщины защиты, создаваемой скафандром, а также с учетом данных космического эксперимента «Матрешка».

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

• рассчитать возможное изменение доз, создаваемых различными источниками космического излучения, в представительных точках антропоморфного фантома в зависимости от степени негомогенности материала фантома;

• оценить влияние упрощений геометрии антропоморфного фантома на дозы в представительных точках тела космонавта (фантомы в виде головы и торса, применяемые в космических исследованиях);

• обработать и проанализировать данные наземного эксперимента по определению массовой толщины элементов скафандра «Орлан-М» методом гамма- и бета- просвечивания;

• основываясь на анализе технической документации и результатах наземных экспериментальных исследований, модифицировать методику расчета функций экранированности представительных точек антропоморфного фантома, находящегося внутри скафандра «Орлан-М»;

• рассчитать дозы и эффективность радиационной защиты для представительных точек антропоморфного фантома в скафандре «Орлан-М» для моделируемых ВКД на низких околоземных орбитах;

• рассчитать функции экранированности и оценить дозы в местах размещения детекторов космического эксперимента «Матрешка» и сопоставить их с данными, полученными в эксперименте, а также с результатами расчета для антропоморфного фантома внутри скафандра «Орлан-М»;

• оценить влияние эффекта западно-восточной асимметрии захваченных протонов высоких энергий на радиационные нагрузки космонавтов при внекорабельной деятельности.

Методы исследования.

При выполнении настоящей работы применялись следующие методы:

• математическое моделирование;

• численные методы математического анализа и математической статистики;

• сравнительный анализ результатов расчетов и экспериментальных данных.

Научная новизна.

В диссертационной работе впервые:

• проведена оценка влияния степени негомогенности фантома на дозы, создаваемые различными источниками космического излучения, в представительных точках антропоморфного фантома;

• получены экспериментальные данные по определению толщины защиты скафандра «Орлан-М» методом гамма- и бета- просвечивания;

• получены оценки эффективности защиты для представительных точек антропоморфного фантома в скафандре «Орлан-М» при моделируемых ВКД на низких околоземных орбитах;

• проведено сопоставление доз в представительных точках антропоморфного фантома «Рэндо» космического эксперимента «Матрешка» с дозами в антропоморфном фантоме в скафандре «Орлан-М»;

• при расчете доз в представительных точках антропоморфного фантома в скафандре при внекорабельной деятельности учено влияние эффекта западно-восточной асимметрии захваченных протонов высоких энергий в области Южно-Атлантической аномалии.

Практическая значимость работы.

• реализована в виде программы модифицированная методика определения функций экранированности точек фантома и системы «фантом в скафандре», задаваемых в виде таблиц;

• обоснована возможность использования гомогенного фантома при расчетных оценках радиационных нагрузок на космонавта;

• получено описание массовых толщин элементов скафандра «Орлан-М», основанное на данных эксперимента по его гамма-просвечиванию;

• определена эффективность защиты скафандра «Орлан-М» для представительных точек антропоморфного фантома в условиях внекорабельной деятельности на орбите МКС в зависимости от таких факторов, как параметры орбиты и фазы цикла солнечной активности;

Среднесуточные дозы радиации при нахождении космонавта внутри космической станции превышают наземный уровень естественного радиационного фона в 100-200 раз, при работе в открытом космосе в скафандре это превышение достигает ~10 раз, возрастая еще в десятки раз в возмущенных условиях, связанных с солнечными протонными событиями или энергичными электронами радиационных поясов Земли. В последнее время был предпринят ряд исследований радиационно-защитных свойств скафандров, используемых при ВКД, как для российского скафандра «Орлан-М», так и для скафандра HACA (EMU) [5, 6]. Также проведен космический эксперимент «Матрешка» по измерению доз в антропоморфном фантоме в контейнере, расположенном снаружи космической станции.

Однако, в литературе отсутствуют данные о функциях экранированности скафандров, основанные на анализе экспериментальных данных по определению толщины защиты различных частей скафандра. Не проведен анализ влияния анизотропии внешнего поля излучения на дозы в представительных точках тела космонавта. Положения, выносимые на защиту.

1 Результаты расчетов изменения доз космического излучения в представительных точках антропоморфного фантома в зависимости от степени его негомогенности.

2 Модифицированная методика определения функции экранированности представительных точек антропоморфного фантома для случая его расположения в скафандре, основанная на результатах экспериментальных исследований по гамма-просвечиванию скафандра «Орлан-М».

3 Расчетные оценки радиационных нагрузок на космонавта в скафандре «Орлан-М» и эффективности радиационной защиты скафандра при моделируемых ВКД на низких околоземных орбитах и для космического эксперимента «Матрешка» на внешней поверхности МКС.

4 Результаты анализа влияния пространственной ориентации космонавта на радиационные нагрузки при ВКД в скафандре «Орлан-М» в зоне Южноатлантической аномалии.

Личный вклад автора.

Личный вклад автора заключается в:

• выполнении основного объема теоретических и расчетных исследований, изложенных в диссертационной работе, включая разработку расчетных методик и соответствующего программного обеспечения;

• участии в эксперименте по гамма-просвечиванию скафандра «Орлан-М» в части обработки и анализа экспериментальных данных;

• участии в анализе данных штатного дозиметра космонавта «Пилле-МКС», используемого при внекорабельной деятельности;

• участии в эксперименте «Матрешка-Р» в части анализа доз облучения, полученных в представительных точках антропоморфного фантома, экспонировавшегося на наружной поверхности станции;

• анализе, обработке и оформлении результатов в виде публикаций и научных докладов в период с 2000 по 2009 гг.

Апробация работы.

Результаты и положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

• Конференция молодых ученых ИМБП РАН (2002);

• The 2nd International Workshop on Space Radiation Research (IWSSRR-2). March 11 -15, 2002, Nara, Japan.

• Четвертый международный аэрокосмический конгресс. 18-23 августа 2003 г. Москва;

• Научная сессия МИФИ-2006, Секция Ф-1. АСТРОФИЗИКА И КОСМОФИЗИКА.

• 4-th International Workshop on Space Radiation Research and 17-th Annual NASA Space Radiation Health Investigators' Workshop. Moscow — St. Petersburg, June 5 -9, 2006.

• 17th IAA Human in Space Symposium. Book of abstracts. June 7-11, 2009. Moscow.

Результаты и положения диссертационной работы представлены в 11 печатных работах.

Заключение диссертации по теме «Безопасность в чрезвычайных ситуациях (по отраслям наук)», Карташов, Дмитрий Александрович

Выводы к главе 5

Проведен анализ влияния пространственной ориентации космонавта на радиационные нагрузки при ВКД в зоне ЮАА. Дано аналитическое описание анизотропии потоков протонов высоких энергий в области ЮАА и проведены численные оценки этого эффекта. Приведены функции экранированности представительных точек тела человека в скафандре «Орлан-М» отдельно для защиты со стороны передней и задней полусфер. Для оценки радиационно-защигных свойств скафандра проведены расчеты доз на представительные точки тела человека при внекорабельной деятельности на орбите МКС с учетом эффекта западно-восточной асимметрии потоков протонов высоких энергий, захваченных геомагнитным полем. Показано, что при пересечении ЮАА за счет выбора оптимальной ориентации космонавта по отношению к сторонам света в ряде случаев может быть достигнуто снижение дозы на большинство критических органов ~ 1.5 в максимуме СА и ~ 2 — 2.5 в минимуме СА. Полученные результаты необходимо учитывать для получения более точной оценки радиационных нагрузок на космонавта при работе в скафандре «Орлан-М» на низких околоземных орбитах.

Другой возможностью для снижения дозового воздействия при ВКД (не рассмотренной в данной работе) является использование для экранирования тела станции, когда космонавт при пересечении зоны ЮАА располагается с ее восточной стороны, по возможности ближе к поверхности станции, используя тело станции в качестве защиты со стороны наиболее опасного западного направления в области ЮАА.

Заключение

В период с 2000 - 2008 гг. в отделе «Радиационная безопасность пилотируемых космических полетов» ГНЦ РФ — ИМБП РАН проведена работа по определению радиационных нагрузок на космонавта в скафандре «Орлан-М» для условий внекорабельной деятельности на низких околоземных орбитах.

Среди основных результатов данной работы следует отметить:

1. Рассчитаны изменения доз, создаваемых различными источниками космического излучения, в представительных точках антропоморфного фантома в зависимости от фактора негомогенности материала фантома.

2. Оценено влияние упрощений геометрии антропоморфного фантома (фантомы в виде головы и торса, применяемые в космических исследованиях) на дозы в представительных точках тела космонавта.

3. Получены данные по массовой толщине элементов скафандра «Орлан-М» по результатам эксперимента, проведенного на «НПП Звезда» методом гамма- и бета-просвечивания.

4. Модифицирована методика определения функции экранированности представительных точек антропоморфного фантома для случая его расположения в скафандре.

5. Рассчитаны дозы и эффективность радиационной защиты для представительных точек антропоморфного фантома в скафандре «Орлан-М» для моделируемых ВКД на низких околоземных орбитах. Расчет также проведен для ВКД первого (захватывающее всю область ЮАА) и второго (не проходящее через область ЮАА) типа.

6. Рассчитаны функции экранированности и оценены поглощенные дозы в местах расположения пассивных детекторов КЭ «Матрешка»; проведено сопоставление с данными, полученными в эксперименте, а также с результатами расчета для антропоморфного фантома внутри скафандра «Орлан-М».

7. Оценено влияние эффекта западно-восточной асимметрии захваченных протонов высоких энергий на радиационные нагрузки космонавтов при ВКД.

По итогам проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1. Радиационные нагрузки на космонавта при ВКД в скафандре «Орлан-М» на низких околоземных орбитах таковы, что в отсутствие радиационных возмущений (магнитные бури и/или солнечные протонные события) не нарушаются требования по радиационной безопасности космонавта в космическом полете (МУ 2.6.1. 44-03-2004).

2. Для получения расчетных оценок эквивалентной дозы от различных источников космической радиации можно использовать гомогенный антропоморфный фантом. Учет негомогенности фантома приводит к несущественному (5 — 10%) завышению доз в теле человека.

3. Переход от использования в качестве модели тела человека антропоморфного фантома, представленного в ГОСТ 25645.203-83, к упрощенному фантому в виде головы и торса для большинства представительных точек, исключая «Гонады», является приемлемым, поскольку изменение расчетной величины эквивалентной дозы всех видов космического излучения при таком переходе для этих точек не превышает 2%.

4. При моделируемых ВКД на низких околоземных орбитах в радиационно-невозмущенные периоды вклад электронов РПЗ в суммарную дозу существен только для облучения хрусталика глаза (35 - 75 %) и кожи (50 - 85%) и возрастает при переходе от минимума солнечной активности к максимуму. Во всех остальных случаях преобладает вклад протонов РПЗ и частиц ГКЛ.

5. Как следует из проведенных расчетов радиационно-защитных свойств скафандра, в любой период цикла солнечной активности эффективность защиты скафандра составляет: для электронов РПЗ >0.99 для кожи, 0.69 - 0.89 для хрусталика глаза, 0.32 — 0.49 для гонад, <0.07 для кроветворной системы; для протонов РПЗ 0.69 — 0.95 для кожи, 0.19 - 0.41 для хрусталика глаза и кроветворной системы, 0.12 - 0.17 для гонад; для частиц ГКЛ 0.06 - 0.29 для кожи, ~0.1 для хрусталика глаза и гонад, 0.20 — 0.31 для кроветворной системы.

6. В случае солнечного протонного события эффективность защиты скафандра зависит от характеристической жесткости Яо энергетического спектра протонов СКЛ и уменьшается от 0.84 при Яо = 50 МВ до 0.37 при Яо = 200 для точки «КЖ-2» и от 0.59-при Л0 = 50 МВ до 0.19 при Я0 = 200 для точки «КТС-1».

7. Наблюдается удовлетворительное согласие (в пределах 10 — 30 %) расчетных оценок доз с данными КЭ «Матрешка», что свидетельствует об оправданности применения модифицированной методики к определению функций экранированности в представительных точках антропоморфного фантома КЭ «Матрешка» и используемых кривых ослабления доз источников КИ.

8. В соответствии с полученными расчетными оценками отношение дозы в антропоморфном фантоме в скафандре «Орлан-М» к соответствующим дозам в условиях КЭ «Матрешка» меняется от 0.1 до 1.8 в зависимости от выбранной представительной точки и фазы цикла СА. Полученные соотношения необходимо учитывать при интерпретации данных КЭ «Матрешка» применительно к условиям ВКД, осуществляемых в скафандре «Орлан-М».

9. При пересечении ЮАА за счет выбора оптимальной ориентации космонавта по отношению к сторонам света в ряде случаев может быть достигнуто снижение дозы на большинство критических органов ~ 1.5 в максимуме СА и ~ 2 — 2.5 в минимуме СА.

Полученные оценки радиационных нагрузок на космонавтов в скафандре «Орлан-М» могут быть использованы при выработке оптимального с точки зрения радиационной безопасности варианта проведения ВКД, в том числе при возмущенной радиационной обстановке, связанной с солнечными протонными событиями. Для уменьшения радиационных нагрузок на космонавта при ВКД необходимо учитывать следующие возможности:

1. Выбор времени начала ВКД так, чтобы траектория станции не пересекала область, ЮАА. В этом случае в зависимости от защищенности органа может быть достигнуто снижение дозы на 10% - 40% в максимуме СА и на 35% — 50% в минимуме СА. Однако в этом случае траектория станции попадает в области возможного проникновения частиц СПС (над северной Канадой и южной Австралией).

2. В случае ожидаемого появления СПС при необходимости проведения ВКД время его начала выбирается так, чтобы исключить прохождение траектории ОПС через области возможного проникновения частиц СПС. В этом случае траектория станции с неизбежностью пересекает область ЮАА, что приводит к увеличению дозы, отмеченному в п. 1, однако предотвращается более существенное (десятки — сотни раз) увеличение дозы от мощного СПС.

3. В большинстве случаев ВКД специально выбирается так, что траектория станции пересекает область ЮАА, поскольку при этом обеспечивается прохождение станции над европейской частью России, что предоставляет возможность осуществлять связь с экипажем при ВКД. При прохождении ЮАА уменьшение дозы может быть достигнуто путем ориентации тела космонавта по отношению к сторонам света, т. е. когда космонавт ориентирован лицом на восток или закрыт телом станции с наиболее опасного западного направления.

Благодарности

1. Заведующему отделом «Радиационная безопасность пилотируемых космических полетов», заведующему филиалом кафедры МИФИ «Медицинская физика» Петрову Владиславу Михайловичу.

2. Научному руководителю дипломной работы МИФИ (1999 - 2000 гг.) Акатову Юрию Александровичу.

3. Коллегам, соавторам и консультантам: Бенгину Виктору Владимировичу, Коломенскому Александру Васильевичу, Редько Виктору Ивановичу, аспиранту отдела 10 Дробышеву Сергею Геннадиевичу.

4. Сотрудникам ОАО «НПП Звезда».

5. Научному руководителю диссертации Шуршакову Вячеславу Александровичу.

Публикации автора по теме диссертации

1. Petrov V., Kartashov D., Kireeva S., Shurshakov V., Semkova J. and Todorova G. Effective dose estimation in space flight using a spherical phantom. The 2nd International Workshop on Space Radiation Research (IWSSRR-2). March 11-15, 2002, Nara, Japan, p. 55-56.

2. T. Berger, M. Hajek, W. Schöner, M. Fugger, N. Vana, Y. Akatov, Arkhangelsky, V.A. Shurshakov and D. Kartashov. Application of the High-temperature Ratio Method for Evaluation of the Depth Distribution of Dose Equivalent in a Water-filled Phantom On Board Space Station Mir. Radiat. Prot. Dosim. 100(1-4), pp 503-506 (2002).

3. Карташов Д.А., Коломенский A.B., Петров В.М., Шафиркин A.B., Шуршаков В.А. Оценка дозовых нагрузок на критические органы космонавта при внекорабельной деятельности в спокойных и радиационно-возмущенных радиационных условиях. Четвертый международный аэрокосмический конгресс. Москва. 18-23 августа 2003 г. С.414 - 415;

4. Карташов Д.А., Коломенский A.B., Шуршаков В.А. «Методика расчета самоэкранированности критических органов тела человека в антропоморфном фантоме». Авиакосмическая и экологическая медицина. 2004 № 2, стр. 52-56.

5. Шуршаков В.А., Карташов Д.А., Коломенский A.B., Петров В.М., Редько В.И., Абрамов И.П., Леткова Л.И., Тихомиров Е.П. Радиационно-защитные свойства скафандра «Орлап-М» применительно к условиям внекорабельной деятельности на орбите МКС. Авиакосмическая и экологическая медицина, 2006, Т. 41. № 4, с. 56 — 61.

6. Карташов Д.А., Шуршаков В.А. Методика определения эффективной дозы облучения космонавтов в орбитальном полете при внекорабельной деятельности. Научная сессия МИФИ-2006, Секция Ф-1. АСТРОФИЗИКА И КОСМОФИЗИКА. Сборник научных трудов, стр. 78-79. М.: МИФИ 2006.

7. Kartashov D.A., Kolomensky A.V., Shurshakov V.A., Apathy I., Derne S. Radiation Doses in Critical Organs during Extra Vehicular Activity in an Orbital Space Flight. 4-th International Workshop on Space Radiation Research and 17-th Annual NASA Space Radiation Health Investigators' Workshop. Moscow - St. Petersburg, June 5 -9, 2006, p. 57.

8. Карташов Д.А., Коломенский А.В., Шуршаков В.А. Эффективность радиационной защиты космонавта скафандром «Орлан-М» при внекорабельной деятельности. Системы жизнеобеспечения как средство освоения человеком дальнего космоса. Международная конференция 24 - 27 сентября 2008 г. Москва. С.44.

9. Petrov V.M., Kartashov D.A., Kolomensky A.V., Shurshakov V.A. Comparison of space radiation doses inside the Matroshka-torso phantom installed outside the ISS with doses in a human body in Orlan-M spacesuit during EVA. 17lh IAA Human in Space Symposium. Book of abstracts. June 7-11, 2009. Moscow. P. 119.

10. В.А.Шуршаков, Д.А. Карташов, А.В.Коломенский. Оптимизация радиационных нагрузок при внекорабельной деятельности за счет эффекта западно-восточной асимметрии потоков захваченных протонов. Космические исследования, 2009 (в печати).

11. Д.А. Карташов, В.М. Петров, А.В. Коломенский, Ю.А. Акатов, В.А. Шуршаков. Сопоставление доз космической радиации в антропоморфном фантоме, установленном снаружи МКС, с дозами космонавтов при ВКД в скафандре «Орлан-М». Авиакосмическая и экологическая медицина, 2009 (в печати).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Карташов, Дмитрий Александрович, 2009 год

1. 1.RP (1991) 1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. Publication 60, Annals of the ICRP 21 (1-3), Pergamon Press, Oxford.

2. Санитарные правила и нормы. СанПиН 2.6.1. 44-03-2004. Методические указания МУ 2.6.1. 44-03-2004. Ограничение облучения космонавтов при околоземных космических полетах (ООКОКП-2004). Москва. Федеральное управление «Медбиоэкстрем». 2004.

3. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99) СП 2.6.1.758 99. Минздрав России, М. 1999.

4. G. De Angelis, В.М. Anderson, W. Atwell, J.E. Nealy, G.D. Quails, and J.W. Wilson: "Astronaut EVA Exposure Estimates from CAD Model Spacesuit Geometry". Journal of Radiation Research, Vol. 45, 1-9 (2004).

5. Johnson, A.S., M.J. Golightly, M.D. Weyland, T. Lin, and E.N. Zapp (2005), Minimizing space radiation exposure during extra-vehicular activity, Adv. Sp. Res., 36, 2524-2529.

6. И.П. Абрамов, M.H. Дудник, В.И. Сверщек, Г.И. Северин, А.И. Скуг, A.IO. Стоклицкий Космические скафандры России. Москва, 2005, 347 с.

7. Cucinotta F. А., М. R. Shavers, Р. В. Saganti, J. Miller, Editors// Radiation Protection Studies of International Space Station Extravehicular Activity Space Suits. NASA TP-2003-212051. December 2003.

8. Авакян C.B., Вдовин А.И., Пустарнаков В.Ф. Ионизирующие и проникающие излучения в околоземном космическом пространстве. Справочник. Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат. 1994, 501 с.

9. ГОСТ 25645.218-90 БРЭКАКП. Зависимость коэффициента качества космических излучений от линейной энергии. М., Госстандарт СССР, 1991.

10. РД 50-25645.220-90. Методические указания. Безопасность радиационная экипажа космического аппарата в космическом полете. Коэффициенты качества космического излучения на околоземных орбитах. М.: Изд-во Стандартов, 1991.

11. Mason G.M. The composition of galactic cosmic rays and solar energetic particles. (US National Report to International Union of Geodesy and Geophysics, 1983-1986). Reviews of Geophysics. 1987. Vol. 25. No. 3. P. 685-696.

12. INTERNATIONAL STANDARD ISO 15390. Space environment (natural and artificial) — Galactic cosmic ray model. First edition. Switzerland. 2004.

13. Мирошниченко Л.И., Петров B.M. Динамика радиационных условий в космосе. М. : Энергоатомиздат, 1985, 148 с.

14. ГОСТ 25645.134-86. Лучи космические солнечные. Модель потоков протонов. М. Госстандарт СССР. 1986.

15. Ныммик Р.А. Модель потоков частиц и усредненных энергетических спектров солнечных космических лучей. Космические исследования. 1993. 31(6). С. 51-59.

16. Ныммик Р.А. Статистико-функциональный анализ характеристик энергетических спектров частиц (1 < Z < 28) солнечных космических лучей. Известия РАН. Серия физическая. 1997. 61(6). С. 1058-1061.

17. Shurshakov V.A., Petrov V.M.; Ivanov Yu.; Bondarenko.V.A.; Tzetlin.V.V.; Makhmutov V.S.; Dachev T; Semkova J.V. Solar particle events observed on Mir station. Radiation-Measurements. 1999. V. 30, No. 3; P. 317-25.

18. Зиль M.B., Коломенский A.B., Петров B.M., Ослабление солнечных космических лучей геомагнитным полем. Космические исследования, 1985. Т. 24, № 6, с. 944-947.

19. Petrov V.M., Bengin V.V., Andronow Е.А. et. al. Solar cosmic rays angular distributions in 9 Iuly 1985 solar proton event. 20-th Internanional cosmic Ray Conference. Moscow 1986. V.3, p. 155-158.

20. Sawyer D.M., Vette J.I. АР-8 trapped proton environment for solar maximum and solar minimum. NSSDC 76-06. 1976.

21. Bilitza D. Models of Trapped Particle Fluxes AE-8 (electrons) and AP-8 (protons) in Inner and Outer Radiation Belts. NSSDC Code 633. Greenbelt Maryland. October 1987.

22. Ильин В.Д., Ильин В.В., Кузнецов С.Н. Стохастическая нестабильность заряженных частиц в геомагнитной ловушке. Космические исследования. 1986. 24(1). С. 88-96.

23. Бенгин В.В., Петров В.М., Шуршаков В.А., Муратова И.А. Параметры угловых распределений захваченных протонов в Бразильской магнитной аномалии. Космические исследования. 1991. Т. 29. № 6. С. 905-909.

24. Hess W.N. The Radiation Belt and Magnetosphere. Blaisdell Publ. Co., Waltham, Mass. 1968.

25. Акатов Ю.А., Шуршаков B.A., Шмидт П., Штройбель Г., Хан Т., Хартманн X. Анализ данных измерений поглощенных доз на внешней поверхности станции. "Мир" в июне-июле 1991 г. Космические исследования. 1994. Т. 32. № 4-5. С. 170.

26. РД 50-25645.207—85 Методические указания. Безопасность радиационная экипажа космического аппарата в космическом полете. Методика расчета поглощенной и эквивалентной дозы от многозарядных ионов космических лучей. М. Госстандарт СССР, 1986.

27. РД 50-25645.208-86 Методические указания. Безопасность радиационная экипажа космического аппарата в космическом полете. Методика расчета поглощенной и эквивалентной дозы от протонов космических лучей за защитой. М. Госстандарт СССР, 1986.

28. Цетлин В.В., Мазницина O.A., Шуршаков В.А. Радиационно-защитные свойства слоев диэлектриков с объемным электрическим зарядом Атомная энергия. 1993. Т. 74. № 2.1. C. 150-153.

29. Шафиркин A.B., Бенедиктова В.П., Коломенский A.B., Петров В.М., Шуршаков В.А. Алгоритм расчета радиационного риска в процессе межпланетных космических полетов Авиакосмическая и экологическая медицина, 1999, Т.ЗЗ, № 3, С. 56-61.

30. Badhwar, G.D., F.A.Cucinotta, and P.M.O'Nell, Depth-Dose Equivalent Relationship for Cosmic Rays at Various Solar Minima, Red.Res. v. 134, pp. 9-15, (1993).

31. Dudkin, V.E., and Yu.V.Potapov, Doses From Galactic Cosmic Ray Particles Under Spacecraft Shielding, Nucl. Tracks Radiat. Meas., v.20, No 1, pp. 33-39, (1992).

32. Dudkin, V.E., E.E.Kovalev, A.V.Kolomensky, V.P.Demin, V.A.Sakovich et. al, Radiation shielding estimation for manned space flight to the Mars. Nucl.Tracks Rad. Meas., v.20, N1, p.p. 29-32. (1992).

33. Коломенский A.B. Характеристики поля излучений в космосе. В кн. Проблемы космической биологии. Том 60, под ред.А.М.Уголева, Ленинград, Наука, 1989г., с. 122-125.

34. В.Г. Митрикас. Модель радиационных поясов Земли для оценки радиационной опасности на орбите ОПС «МИР».-Косм. Исслед., 1999, т. 37, № 5, с. 548-552.

35. Орбитальная станция мир. Том 2. «Медико-биологические эксперименты», под ред. А.И.Григорьева и О.Г.Газенко и др., М.:Изд.-во «Слово», 2002, стр. 412-459.

36. Badhwar G.D., W. Atwell, and В. Cash, V.M. Petrov, Yu.A. Akatov, I.V. Tchernykh, V.A. Shurshakov, and V.V. Arkhangelsky, Radiation environment on the MIR orbital station during solar minimum. Advances in space research. 1998. V. 22. No. 4. P. 501-510.

37. Ersmark Т., et al. Status of the DESIRE project: Geant4 physics validation studies and first results from Columbus/ISS radiation simulations. Nucl. Sci. IEEE Trans., 2004, Vol. 51, 4, pp. 1378-1384.

38. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Методические указания МУ 2.6.1.46-04. Нормативные модели тела стандартного работника для определения эффективной и эквивалентной дозы. Москва. Госкомсанэпиднадзор России. 2001.

39. ГОСТ18622-79 Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом. Химический состав тканеэквивалентного вещества. Госстандарт, Москва, 1980.

40. Phantoms and Computational Models in Therapy, Diagnosis and Protection. ICRU REPORT 48. 1992. Bethesda, Maryland 20814, USA. 194 c.

41. Smirenni L. N., Litvinova Е. G., Khortsev А. V. Study of Spatial Distribution of Doses with the Aid of a Phantom Mannequin // The Third International Congress of Protection Association, September 9 - 14, 1973, Wasington, New-York, ref. N 101, p. 42.

42. Ю.А.Акатов, Е.Е.Ковалев, В.М.Петров и др. Результаты экспериментальных исследований по дозиметрии и защите на ИСЗ "Космос-110". Космические исследования, т. 7, отдельный оттиск, 1969 г.

43. ГОСТ 25645.203-83. Безопасность радиационная экипажа космического аппарата в космическом полете. Модель тела человека для расчета тканевой дозы. Госстандарт, Москва, 1984.

44. NCRP, 2000. National Council on Radiation Protection and Measurements. Radiation protection guidance for activities in low-earth orbit. NCRP Report No. 132. Bethesda, MD: NCRP.

45. Petrov V.M., Shafirkin A.V., Shurshakov V.A. Radiation Risk For Long Term Space Flights: Conceptual Approach And Practical Usage./ Proceedings of the International Workshop on Responses to Heavy Particle Radiation, Chiba, July 9-10, 1998.

46. Shurshakov V.A., Petrov V.M., Ivanov Yu. V., Bondarenko V.A., Tzetlin V.V., Makhmutov V.S, Dachev Ts.P., Semkova J.V. Solar Particle Events Observed On Mir Station. Radiation Measurements. 1999. V. 30. P. 317-325.

47. Derne, S., Apathy, I., Hejja, I., Lang, E., Feher, I., 1999. Extra dose due to extravehicular activity during the NASA-4 mission measured by an on-board TLD system. Rad. Prot. Dos. 85(1-4):121-124.

48. Apathy I., Akatov Yu.A., Arkhangelsky V.V. et al. TL dose measurements on board the Russian segment of the ISS by the "Pille" system during Expedition-8, -9 and -10. Acta Astronáutica 60 (2007), pp. 322-328.

49. Ziegler, J. F. Biersack, J. P., and Littmark, U. (1985). The Stopping and Range of Ions in Solids. Vol. 1 of The Stopping and Ranges of Ions in Matter (Pergamon Press, New York).

50. ICRU (1993). International Commission on Radiation Units and Measurements. ICRU Report 49, Stopping Powers and Ranges for Protons and Alpha Particles

51. ICRU (1984). International Commission on Radiation Units and Measurements. ICRU Report 37, Stopping Powers for Electrons and Positrons.

52. Konradi A., Hardy A.C., Atwell W. Radiation Environment Models and the Atmosheric Cutoff, Journal of Spacecraft and Rockets, 24, N3. 284-285, 1987.

53. McCormac P.D. Radiation Dose and Shielding for the Space Station, Acta Astronáutica, V.17, N2, pp 231-241, 1988.

54. В. Г. Митрикас. Оценки радиационных нагрузок на космонавтов при осуществлении внекорабельной деятельности на международной космической станции. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2007. Т. 41. № 4. С. 49-53.

55. G. Reitz, T. Berger, The MATROSHKA Facility Dose determination during an EVA. Radiat. Protect. Dosim. 120, 442 - 445 (2006).

56. Безопасность радиационная экипажа космического аппарата в космическом полете. "Термины и определения" ГОСТ 25645.201-83. М.; Изд-во Стандартов, 1984.

57. РД.50.25645.205-83 Метод расчета радиационного риска. Госстандарт СССР, М. 1984.

58. Billings, М.Р. and W.R.Yucker, The Computerized Anatomical Man (CAM) Model, NASA CR-134043 (1973).

59. Yucker, W.R., Body self-shielding distributions using the computerized anatomical male and female (CAM/CAF) models. Report MDC 92H0940, McDonnell Douglas Space Systems Company, CA, 1992.

60. Красильников Г.В., Перова JI.A., Сахаров В.М. Эквивалентная доза космических лучей в представительных точках моделей тела человека. Авиакосмическая и экологическая медицина, 1992, №. 2, стр. 35-41.

61. Коломенский A.B., Петров В.М., Шафиркин A.B. Методика оценки радиационных воздействий на космонавтов по показаниям штатного дозиметра при орбитальном полете. Авиакосмическая и экологическая медицина. 1998. №4. С. 44-49.

62. Демин В.П., Коломенский A.B., Кузнецов В.Г. и др. Модель защищенности орбитальной станции «МИР». Доклад на 4 научной конф. По защите от ионизирующих излучений ядерно-технических установок. 20-23 сентября 1994 . ФТИ г. Обнинск.

63. Митрикас В.Г., Мартынова А.Н. Модель защищенности обитаемых отсеков базового блока станции "Мир". Космические исследования. 1994. Т. 32, 3. С. 115-123.

64. Бондаренко В.А., Митрикас В.Г. Модель геометрического фантома человека для расчета тканевых доз в СМ МКС. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2007. Т. 41. № 1.С. 34-39.

65. Yucker, W.R., Body self-shielding distributions using the computerized anatomical male and female (CAM/CAF) models. Report MDC 92H0940, McDonnell Douglas Space Systems Company, CA, 1992.

66. Бондаренко B.A. Оценка радиационных нагрузок на космонавтов МКС с использованием геометрической модели тела человека. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 2007.

67. Сахаров В. М. Модель экранированности космического аппарата. Космич. исслед. 1990. Т. 28. No. 4. С. 635-638.

68. Коломенский A.B., Кузнецов В.Г., Лайко Ю.А., Бенгин В.В., Шуршаков В.А. Модель радиационной защищенности служебного модуля международной космической станции. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2001. Т. 35. № 6, с. 39-43.

69. Основные анатомические и физиологические данные для использования в радиационной безопасности: референтные значения. Публикация МКРЗ 89 — М.: Издательство «Медкнига», 2007 318 с.

70. Алексеев С.М., Уманский С.П. Высотные и космические скафандры. М. Изд-во Машиностроение, 1973, 280с.

71. Уманский С.П. Снаряжение космонавта. М. Изд-во Машиностроение, 1982, 126с.

72. Абрамов И.П., Северин Г.И., Стоклицкий А.Ю., Шарипов Р.Х. Скафандры и системы для работы в открытом космосе. М. Машиностроение, 1984, 256с.

73. ГОСТ 25645.204-83. Методика расчета экранированности точек внутри фантома. М. Госстандарт СССР. 1984 г.

74. Иванов В.И. Курс дозиметрии. М. Атомиздат, 1978, 392 с.

75. Коломенский А.В., Лайко Ю.А., Редько В.И., Шуршаков В.А. Определение толщины мягких оболочек скафандра методом бета-тестирования. Ракетно-космическая техника. Серия XI1, вып. 1-2. Из-дво РКК Энергия, 2003г с 134 138.

76. Тормозная способность электронов и позитронов: Доклад 37 МКРЕ: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1987. 328 с.

77. О. Ф. Немец, Ю. В. Гофман Справочник по ядерной физике. Издательство «Наукова Думка» Киев, 1975, 415 с.

78. А.В.Шафиркин, А.В.Коломенский, В.М.Петров. Уровни радиационного воздействия и радиационный риск при полетах на орбитальном комплексе «МИР» и Международной космической станции. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2001. Том 35, № 5 с 25-31.

79. Benghin V.V., Panova N.A., Petrov B.M., Shurshakov V.A. Radiation fields specific to the South Atlantic Anomaly. Nuclear Tracks and Radiation Measurements. 1992. Vol. 20. No. 1. P. 25-28.

80. Kruglanski M. Engineering tool for trapped proton flux anisotropy evaluation. Radiation Measurements, Vol. 26, No. 6, pp. 953-958, 1996.

81. Околоземное космическое пространство (справочные данные)/ Под ред. Джонсона Ф. С. М.: Мир, 1966.