Реферат: Экспериментальные исследования по измерению доз нейтронов, проведенные в отсеках среднеширотных орбитальных станций («Мир», МКС, угол наклона орбиты 51.6 градус) показали, что вклад нейтронного компонента может составлять от 10 до 40% от дозы заряженных частиц. Вторичные нейтроны образуются в отсеках станции при взаимодействии протонов радиационного пояса Земли (РПЗ) и частиц галактических космических лучей (ГКЛ) со стенками и оборудованием станции, при этом их энергетический спектр простирается до примерно 100 МэВ, а нейтроны с энергией больше 20 МэВ дают более 60% в полную дозу от нейтронов. Для Российской орбитальной станции (РОС, наклонение орбиты 97 градусов), совершающей пролет над приполярными и полярными областями, ожидаемый вклад нейтронов в полную дозу будет больше, чем для среднеширотных станций. Это обусловлено увеличением потока и средней энергии вторичных нейтронов, образующихся в отсеках станции легко проникающими на эту орбиту ГКЛ. Штатный дозиметр нейтронов для РОС, выполняющий роль монитора радиационной обстановки для обеспечения радиационной безопасности экипажа, по сравнению с дозиметрами нейтронов на предыдущих станциях должен регистрировать вклад в дозу от нейтронов высоких (> 20 МэВ) энергий. В докладе рассматриваются требования к характеристикам детекторов, техническое решение по составу аппаратного комплекса для дозиметрии нейтронов с учетом радиационных условий на борту РОС и, соответственно, оцениваются возможные погрешности при мониторировании дозы. Показано, что для достижения приемлемой точности необходимо измерять и спектрометрировать в обязательном порядке нейтроны с энергией от 20 до 100 МэВ, дающие основной вклад в дозу нейтронов. В качестве штатного дозиметра для РОС предлагается использовать спектрометр нейтронов на основе органического сцинтиллятора размером не менее 3 дюймов. Спектрометр дозиметр нейтронов должен быть окружен антисовпадательной защитой от протонов. Разделение по нейтронам и гамма-квантам происходит по форме импульса в органическом сцинтилляторе. Сигналы с сцинтилляторов снимаются либо классическим ФЭУ, либо SiPM. Для обработки сигнала и разделения сигналов по форме импульса применяется специально разработанный блок обработки информации с АЦП. Сцинтиллятор может регистрировать и спектрометрировать нейтроны в области энергий 1 - 100 МэВ, что составляет практически 100% дозы от нейтронов. При выборе в качестве сцинтиллятора пластика EJ-276 антисовпадательной защите можно придать простые геометрические формы, что обеспечит компактность аппаратуры и возможность размещения штатного дозиметра нейтронов в разных отсеках РОС. Отметим в заключении, что дозиметрия нейтронного излучения, которой до последнего времени уделялось недостаточное внимание на среднеширотных орбитальных станциях, будет актуальна и при лунных миссиях, и для Лунной базы, в том числе при использовании атомных источников энергии.

Библиографическая ссылка: Рябева Е.В. , Ибрагимов Р.Ф. , Кугавда В.А. , Архангельский А.И. , Шуршаков В.А.
Дозиметрия нейтронов на борту высокоширотной орбитальной станции: проблемы и аппаратный комплекс для измерений
Научная конференция «Проблемы космофизики» имени М. И. Панасюка 30 июн. - 4 июл. 2025