INSTITUTE FOR ADVANCED STUDIES Claudio Federico Jan/2016 1
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
INSTITUTE FOR ADVANCED STUDIES
Claudio Federico
Jan/2016
1
Research group for studies of the effects of
ionizing radiation on devices and materials for
aerospace use
Main lines of activity:
• Effects of cosmic radiation on electronic devices
and crew;
• Computer simulation and modeling of cosmic
radiation interaction;
• Measurement of cosmic radiation on aircraft and
ground.
3
Cosmic Radiation dose measurements – Galactic
and Solar:
Two main points:
1 - The cosmic-ray can result in accumulated
dose that may exceed the annual dose limit
for aircrews.
2 - Another concern is the radiation effects on
devices and material used in aircraft due to
possibility of fails in specific devices, caused
by cosmic rays induced neutrons, may
compromise the safety of the aircraft
RADIATION and the International Space Station: recommendations to reduce risk,
Washington, DC: National Academy Press, 2000.
• Since 1975
Effects on satelites:
AMAS -180 -150 -120 -90 -60 -30 0 30 60 90 120 150 180
-90
-60
-30
0
30
60
90
Lat
itud
e (g
raus)
Longitude (graus)
2,240E+04
2,309E+04
2,378E+04
2,516E+04
2,793E+04
3,345E+04
3,898E+04
4,450E+04
5,003E+04
5,555E+04
6,108E+04
6,660E+04
Campo magnético terrestre a uma altitude de 12 km, calculado
utilizando o modelo geomagnético IGRF2011
( V
alo
res e
m n
T )
• Permanent or transitory deviations in the electrical
parameters or even complete failure of the systems
Effects on the aircrafts: • About aircraft embedded systems
• 7 de outubro de 2008, um Airbus A330-303 operado pela Qantas
Airways, a caminho de Perth para Cingapura, a 37.000 pés
6
Radiation doses
Bartlett, 2004
About aircrew...
Annual limitation for public !
Especial concern about female crew.
The purpose of this laboratory is
the research and development of
technological applications of the
ionizing radiation, particularly in
space, aeronautics and defense.
LRI contains: Two 60-Co
irradiators (operational), some
neutron sources, and we are
including a high energy neutron
source for avionics systems
tests..
LRI – Laboratório de Radiação Ionizante
(Ionizing Radiation Laboratory)
LRILaboratório
de
Radiação
Ionizante
LRILaboratório
de
Radiação
Ionizante
LRILaboratório
de
Radiação
Ionizante
8
Measurements of ambient dose
equivalent on flight
Learjet VU-35
9
Some measurement missions
SAA
minimum
field
Some measurements
10
Bonner spheres spectrometer Long-counter
FH40-G(10) with probe
FHT-762
PMMA and PEAD/Pb spheres with dosimeters TEPC
Phanton
11
Ground measurements
Ground neutron measurements
12
Some results
13
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
0.002
0.004
0.006
0.008
0.010
0.012
Flu
xo
de
nê
utr
on
s e
m le
targ
ia (
n/c
m2.s
)
Energy (MeV)
2400 m
1856 m
680 m
25 m
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
103
104
105
0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
0.010
0.012
Flu
xo
de
nê
utr
on
s e
m le
targ
ia (
n/c
m2.s
)
Energia (MeV)
Medido
Calculado pelo EXPACS
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
103
104
105
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
Flu
xo
de
nê
utr
on
s e
m le
targ
ia (
n/c
m2.s
)
Energia (MeV)
Medido - nível do mar
Goldhagen et all - nível do mar em 37oN, 76
oO
0 500 1000 1500 2000 2500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
H*(
10
) -
(pS
v/s
)
Altitude (m)
Térmico
Epitérmico
Evaporação
Rápido
Total medido
Total estimado (EXPACS)
Kowatari et al (2005)
.
14
Cosmic rays computational simulation
15
Some missions results
16
Desenvolvimentos e resultados Estimativa do perfil de dose nas regiões da América do Sul e
Caribe
Amostra:
• espaço aéreo RVSM da região CAR/SAM
• período de 07 a 20 de março de 2009
• 53163,4 h de voo, distribuídas em treze níveis de voo, de 29000
pés (8839 m) a 41000 pés (12496 m) e registradas
separadamente por tramo entre fixos de rota.
Cálculos:
• contabilizados 3098 tramos
• doses efetivas calculadas, para cada nível de voo, nas
situações de máximo e mínimo solar
• código CARI-6 (80548 cálculos efetuados).
-120 -60 0
-80
-40
0
Lat
itud
e (N
)
Longitude (L)
16
17
Desenvolvimentos e resultados Estimativa do perfil de dose nas regiões da América do Sul e
Caribe
• Cálculo da taxa de dose efetiva média por tramo, ponderando pelo
número de horas de voo em cada um dos 13 níveis.
• Redução de 40261 para 3097 registros de taxa de dose efetiva
média por tramo, para cada potencial solar.
0 1 2 3 4
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
Fre
quên
cia
rela
tiva
de
per
man
ênci
a em
tra
mos
(u.a
.)
Intervalo de taxa de dose efetiva (Sv/h)
Dados
Gaussiana ajustada
0 1 2 3 4
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
Fre
quência
rela
tiva d
e p
erm
anência
em
tra
mos
(u.a
.)
Intervalo de taxa de dose efetiva (Sv/h)
Dados
Gaussiana ajustada
17
18
Desenvolvimentos e resultados Estimativa do perfil de dose nas regiões da América do Sul e
Caribe
E = Ė . ∆t
yxz .
Ē máx. sol. = 1,45 mSv
Ē mín. sol. = 1,67 mSv
Distribuição produto-normal
Fre
qu
ência
rela
tiva
1 mSv
96,85 % a 99,12 %
Fre
qu
ência
rela
tiva
3,15 % a 0,88 %
99,9 %
Fre
qu
ência
rela
tiva
2,31 mSv a 2,73 mSv
18
Example of application of UAVs:
Validation of the simulation results
More recently: technical support on simulation and
measurement of radioactive plume on accident events.
Related Documents
