空間輻射環境工程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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瀋自纔 著

圖書標籤:

• 空間輻射
• 輻射工程
• 空間環境
• 輻射防護
• 航天工程
• 環境工程
• 電磁兼容
• 可靠性工程
• 電子器件
• 空間技術

齣版社： 中國宇航齣版社

ISBN：9787515904214

版次：1

商品編碼：11264339

包裝：精裝

叢書名： 航天科技齣版基金資助齣版圖書

開本：16開

齣版時間：2013-06-01

用紙：膠版紙

頁數：484

字數：738000

正文語種：中文、英文

內容簡介

《空間輻射環境工程》重點討論空間輻射環境工程，係統地從空間輻射環境與模型、空間輻射機理與效應、空間輻射與效應標準、空間輻射效應試驗方法、地麵模擬試驗設備、飛行試驗、數值仿真、航天器抗輻射加固以及空間輻射生物工程等方麵進行瞭討論，對航天器設計與研製、航天器空間輻射環境效應、地麵模擬試驗技術、飛行試驗及深空探測等具有一定的指導意義。

作者簡介

瀋自纔，1980年3月生，山東臨沂人，博士，高級工程師。先後於中國科學院研究生院獲得材料學碩士學位與光學工程博士學位。現從事航天器空間環境效應與深空探測技術研究。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
第2章 空間輻射環境
2.1 概述
2.2 帶電粒子輻射
2.2.1 帶電粒子輻射環境
2.2.2 帶電粒子輻射模型
2.3 太陽電磁輻射
2.3.1 太陽電磁輻射環境
2.3.2 太陽電磁輻射模型
2.4 深空輻射環境
2.4.1 自由空間輻射環境
2.4.2 月球輻射環境
2.4.3 火星輻射環境
2.4.4 木星輻射環境及模型
2.4.5 土星輻射環境及模型
2.4.6 不同行星體深空輻射環境比較
2.5 展望
參考文獻
第3章 空間輻射環境效應
3.1 概述
3.2 空間輻射機理
3.2.1 輻射源類型
3.2.2 輻射與材料相互作用的物理過程與機理
3.2.3 重帶電粒子、電子、γ射綫和中子與物質相互作用的比較
3.3 空間輻射效應
3.3.1 單粒子效應
3.3.2 總劑量效應
3.3.3 錶麵充放電效應
3.3.4 內帶電效應
3.3.5 位移損傷效應
3.3.6 太陽電磁輻射效應
3.3.7 輻射生物學效應
3.3.8 空間多因素環境協同效應
3.4 展望
參考文獻
第4章 空間輻射環境及效應標準
4.1 概述
4.2 國外空間輻射環境及效應標準
4.2.1 國外空間輻射環境標準
4.2.2 國外空間輻射效應標準
4.3 國內空間輻射環境及效應標準
4.3.1 國內空間輻射環境標準
4.3.2 國內空間輻射效應標準
4.4 展望
……

前言/序言

　　自人類第一顆人造地球衛星開始，以美、蘇/俄為代錶的航天大國就非常重視空間輻射環境工程工作，先後發射瞭一係列空間輻射環境與效應探測器或探測裝置，建立瞭一係列空間輻射環境模型和標準，搭建瞭一係列可以從事各種空間輻射環境與效應的地麵模擬試驗設備，開展瞭一係列以長期在軌暴露實驗裝置為代錶的空間飛行試驗，開發瞭一係列空間輻射環境與效應仿真平颱，並將相關數據和成果應用於航天器的研製中。在近地軌道探測的基礎上，成功建設瞭空間科學應用平颱——空間站，並開展瞭對金星、木星、土星及其他小行星的深空探測活動。當前，以美國為代錶的航天強國認識到瞭現有空間輻射環境模型的不足，開始瞭對新的輻射環境模型AE9/AP9的開發，並繼續建設與改進功能更加齊全和性能更加先進的空間輻射環境效應地麵模擬試驗設備與仿真平颱。
　　我國自首顆人造地球衛星東方紅一號研製開始，就非常重視空間輻射環境工程的相關研究工作，並利用資源係列衛星等開展瞭空間輻射環境的探測。以中國空間技術研究院為代錶的國內航天器研製單位建立瞭一係列空間輻射環境效應地麵模擬試驗設備，並初步開發瞭一些空間輻射環境與效應仿真平颱。然而，與國外相比，我國在空間輻射環境工程的各個領域仍然存在較大的差距。
　　隨著我國的航天活動從試驗階段進入應用階段，一係列航天器，如導航係列衛星、資源係列衛星和氣象係列衛星等均取得瞭長足的發展。以神舟係列飛船和嫦娥係列探測器為代錶的載人航天工程和深空探測工程的推進，以空間站建設為代錶的長壽命空間應用平颱的開發對空間輻射環境工程提齣瞭更高的要求。
　　目前，國內外尚缺乏關於空間輻射環境工程的專著。針對我國在空間輻射環境工程領域與國外相比仍然存在較大差距的現狀，作者在多年從事航天器空間輻射環境及效應研究工作的基礎上，對國內外空間輻射環境工程的現狀和發展趨勢進行梳理、分析和總結，並結閤個人的研究成果進行整理，以期從空間輻射環境與模型、空間輻射機理與效應、空間輻射環境與效應標準、空間輻射效應試驗方法、地麵模擬試驗設備、飛行試驗、數值仿真、航天器抗輻射加固以及空間輻射生物工程等方麵對空間輻射環境工程進行係統的介紹，為國內從事航天器設計與研製、航天器空間輻射環境效應、地麵模擬試驗技術、飛行試驗及深空探測等領域的科技工作者提供參考。
　　本書在編寫過程中，得到瞭丁義剛高工、劉宇明高工、趙春晴工程師、牟永強工程師等的幫助，航天東方紅衛星有限公司首席科學傢張永維總師對本書提齣瞭寶貴的意見和建議。本書在編寫過程中取材於國內外有關科學技術文獻並努力規範引用，在此，對文獻的作者錶示感謝，如有不周之處，請予諒解並給予指正。本書在齣版過程中，得到瞭中國空間技術研究院李明研究員、邱傢穩研究員，北京衛星環境工程研究所劉國青研究員、嚮樹紅研究員、易忠研究員、童靖宇研究員、張立偉高工、何磊工程師的支持和幫助。我國深空探測首席科學傢歐陽自遠院士，神舟飛船總設計師戚發韌院士，“中國槍王”朵英賢院士，小衛星領域首席專傢、中國空間技術研究院副院長兼科技委主任李明研究員欣然為本書題詞，戚發韌院士和張永維總師在百忙之中為本書作序。在此，一並錶示感謝。
　　空間輻射環境工程是一門多學科交叉的係統性工程科學，雖然經過半個多世紀的發展，但隨著新型航天器的研製、新材料新器件的開發以及空間探測的不斷推進，在理論、方法和應用上仍在不斷深化。由於作者水平所限，書中不盡完善之處在所難免，懇請廣大同行、讀者批評指正。

　　作者
　　2013年4月於北京航天城

浩瀚星河中的文明基石：空間輻射環境工程 引言：穿越真空，直麵宇宙的挑戰 自人類仰望星空，對宇宙的探索便從未停歇。從最初的火箭發射到如今的載人登月、火星探測，我們正一步步將文明的觸角延伸至太陽係乃至更遠的深空。然而，太空並非一片寜靜祥和的樂土，而是充滿瞭復雜、高能的輻射環境。這些無形的“幽靈”——高能粒子、宇宙射綫和太陽爆發物——對航天器、在軌衛星乃至宇航員的生命安全構成瞭緻命威脅。 本書《浩瀚星河中的文明基石：空間輻射環境工程》，旨在全麵、深入地剖析這些嚴峻的挑戰，並係統性地闡述工程學如何應對、規避和減輕這些風險，確保我們在宇宙中探索的每一步都堅實可靠。全書聚焦於工程實踐、材料科學、防護設計與任務規劃，為深空任務的成功奠定必要的理論和技術基礎。 --- 第一部分：空間輻射場域的本質與特性 本部分是理解工程對策的前提，詳細描繪瞭我們必須對抗的敵人——空間輻射。我們摒棄瞭過於基礎的物理概念，直接深入到工程應用層麵。 第一章：軌道環境的輻射分類與劑量學 我們將空間輻射劃分為電離輻射和非電離輻射兩大類，重點分析其在不同軌道區域（近地軌道LEO、地球靜止軌道GEO、月球軌道、行星際空間）的分布差異。 太陽高能粒子（SEP）： 聚焦於太陽耀斑和日冕物質拋射（CME）事件的能量譜分析。工程上，我們關注其峰值通量與纍積劑量對電子元件的瞬時擊穿和長期退化效應。 銀河宇宙射綫（GCR）： 作為持續的、高穿透性威脅，GCR的成分復雜性（質子、重離子，如鐵核）對防護材料提齣瞭獨特的挑戰。內容包括LET（綫性能量轉移）的概念及其在生物效應和材料損傷中的重要性。 地磁場俘獲輻射（範艾倫帶）： 詳細對比內、外輻射帶的粒子能量分布，特彆關注穿透模式和劑量熱點，指導衛星的軌道選擇和規避策略。 第二章：輻射對航天係統的物理影響模型 本章將輻射效應轉化為可量化的工程參數。 單粒子效應（SEE）的分類與判據： 深入探討尖峰效應（SEU）、多比特翻轉（SEEM）、閂鎖效應（SEL）的觸發閾值。重點分析“最小臨界電荷”（Qcrit）與宇航級半導體器件的關聯性，並引入“輻射環境模型與器件響應模型”的耦閤方法。 總劑量效應（TID）： 分析TID在MOS器件中的關鍵影響，如閾值電壓漂移、跨導下降和漏電流增加。我們提供一套加速測試流程，用地麵高劑量率測試模擬長期在軌低劑量率纍積效應的預測模型。 材料的輻照損傷與老化： 探討高能粒子對光學係統（如鏡麵、傳感器）、聚閤物（如電纜絕緣層）和熱控塗層的影響。內容包括光緻發黃、機械性能脆化和錶麵釋氣的工程指標。 --- 第二部分：空間輻射防護工程學：從被動到主動 這是本書的核心工程實踐部分，詳細闡述瞭如何通過工程手段構建可靠的輻射安全屏障。 第三章：被動防護：屏蔽設計與優化 被動防護是航天器輻射防護的基石。本章關注如何選擇和布局屏蔽材料以最大化防護效率並最小化質量增益。 屏蔽材料的選擇原則： 強調“低原子序數材料”在減小次級輻射（特彆是伽馬射綫和製動輻射）方麵的優勢。詳細對比鋁、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、水凝膠等工程材料的質量比屏蔽因子（Mass Shielding Factor）。 幾何優化與多層屏蔽： 引入“分層屏蔽結構”的概念，例如使用外層低Z材料（捕獲次級粒子）和內層高Z材料（吸收剩餘粒子）的組閤策略。分析劑量梯度在不同屏蔽層中的分布，指導結構設計。 屏蔽質量與任務指標的權衡： 建立一個基於輻射安全裕度與有效載荷質量限製的優化算法框架，指導任務規劃者在設計初期確定最優的屏蔽厚度。 第四章：主動防護係統與空間天氣預警 麵對時變的太陽輻射事件，主動防護成為深空任務的必要手段。 空間天氣監測與預警係統（Space Weather Monitoring）： 介紹依賴於地基望遠鏡、近地衛星（如DSCOVR, ACE）及深空探測器實時數據的輻射態勢感知（Radiation Situation Awareness）技術。重點分析數據延遲、信息融閤及預警時間窗的工程化問題。 快速響應與軌道機動： 對於載人任務，重點討論“輻射避難所”（Storm Shelter）的設計標準——如何利用航天器內部的燃料、水箱或設備堆積區形成局部高密度屏蔽。分析緊急軌道轉移（如GEO衛星的“避險漂移”）所需的推進劑預算和時間窗口。 電磁場與等離子體防護： 探討利用強磁場或等離子體鞘層來偏轉帶電粒子流動的主動偏轉技術的理論基礎和當前實驗進展，特彆是在未來深空載人飛船中的可行性研究。 --- 第三部分：輻射硬化設計與航天器可靠性保障 本部分深入到電子係統的設計層麵，確保在既定輻射環境下，電子設備能夠持續、可靠地工作。 第五章：抗輻射電子學（Rad-Hard Electronics） 輻射硬化是保證任務壽命的關鍵。我們專注於成熟的工程實踐和新興技術。 器件級輻射硬化技術： 詳細剖析SOI（絕緣體上矽）、超結（Superjunction）結構在抗閂鎖和抗總劑量效應方麵的優勢。介紹“加固設計”技術，如增加器件的氧化層厚度、調整摻雜濃度以提高對SEE的抗性。 電路設計與容錯技術： 引入“三模冗餘”（TMR）、“投票機製”等硬件冗餘方法在關鍵計算單元中的實現細節。討論如何設計具有自檢、自修復（Error Detection and Correction, EDAC）功能的存儲器和處理器，以應對SEU。 選型與鑒定流程： 闡述MIL-STD-883等國際標準在航天電子元器件選型、篩選和環境測試中的應用，確保從“商業級”到“宇航級”的質量跨越。 第六章：輻射對載人任務的生物劑量管理 對於載人航天，輻射防護的核心目標轉嚮保護宇航員的健康。 生物效應劑量學： 采用“有效劑量”（Effective Dose）和“等效劑量”（Equivalent Dose）的概念，結閤輻射權重因子（Wr），精確評估長期暴露風險。分析急性輻射綜閤徵（ARS）的臨界閾值和防護目標。 輻射監測與個人劑量計： 介紹在軌使用的實時劑量監測設備（如半導體劑量計、熱釋光劑量計TLD）的部署策略，以及如何為宇航員配備個人劑量儀，實現劑量分配的實時追蹤。 任務風險評估與操作規程： 將輻射環境模型、防護措施和宇航員生理模型相結閤，建立“任務輻射風險預算”。製定詳細的應急操作規程，指導宇航員在特定輻射事件期間的安全行為。 --- 結語：麵嚮深空的工程未來 本書的最終目標是提供一個全麵的、跨學科的工程框架，使工程師能夠自信地設計和實施抵禦空間輻射的復雜係統。我們不僅迴顧瞭現有的成熟技術，更展望瞭如超導屏蔽、新型復閤材料在下一代高能粒子防護中的應用潛力。空間輻射環境工程，是人類邁嚮行星際文明的隱形護盾，本書即是這領域中堅實的工程指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我一種沉甸甸的科技感，但說實話，我拿到手的時候，內心是有點忐忑的。我之前對“空間輻射環境”這個概念的理解非常模糊，可能就停留在科幻電影裏那些宇航員必須穿厚重防護服的場景。拿到《空間輻射環境工程》這本書，我首先被它厚實的紙張和清晰的排版吸引瞭。我翻開第一頁，映入眼簾的是一堆我完全看不懂的公式和圖錶，當時真的有點絕望。我心想，這書是不是太專業瞭？我一個普通讀者，真的能看懂嗎？我平時就對天文有點興趣，但也就是看看紀錄片，瞭解一下行星和星係什麼的。對背後支撐這些探索的工程技術，尤其是涉及到這種“看不見摸不著”的輻射，完全是小白一個。我嘗試著跳著看，希望能找到一些通俗易懂的部分。比如，書裏提到的一些空間站和衛星受到的輻射影響，我能隱約理解。但當它開始深入講解輻射的種類、産生機製、防護原理，還有相關的計算模型時，我的大腦就跟不上節奏瞭。那些專業術語，比如“帶電粒子”、“電磁輻射”、“屏蔽材料”、“劑量當量”之類的，我需要查很多資料纔能勉強理解一兩個詞的意思。我發現這本書更像是一本工程師手冊，或者說是為相關專業的學生和從業者量身打造的。它似乎提供瞭一種非常係統和深入的知識體係，但對於像我這樣的門外漢來說，閱讀體驗就像是在一座信息的大山前迷失瞭方嚮，缺乏一個清晰的指引。我希望書中能有一些更基礎的科普章節，解釋一下為什麼空間輻射很重要，它對我們日常生活和未來太空探索有什麼影響，然後再逐步深入。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對太空充滿瞭好奇心的普通讀者，平時喜歡看一些科幻小說和科普紀錄片，對宇宙的奧秘總是充滿瞭嚮往。偶然的機會，我看到瞭《空間輻射環境工程》這本書，書名聽起來就很有科技感，我便買來翻閱，希望能從中瞭解到一些關於太空環境的知識。然而，當我打開這本書，迎接我的卻是一連串令我眼花繚亂的專業術語和復雜的公式。我發現這本書的側重點似乎在於如何“設計”和“建造”來應對空間輻射，例如如何建造防護層、如何計算輻射的防護效果等等。這些內容對於非專業人士來說，理解起來確實有一定難度。我嘗試著去閱讀，但很多章節都涉及到瞭我不太熟悉的物理和工程概念，比如粒子的能譜、輻射的衰減率、屏蔽材料的有效性等等。我感覺這本書更像是一本工程技術手冊，為那些從事空間輻射相關領域工作的專業人士提供瞭詳盡的技術指導和理論支撐。對於我這樣一個對太空充滿興趣但缺乏專業背景的讀者來說，這本書的內容顯得過於深入和專業，難以構建起一個清晰的認知圖譜。我更希望能讀到一些關於空間輻射對人類健康影響的科普，或者是一些關於如何利用現有技術來減少太空輻射影響的案例分析，這樣或許能讓我更容易地理解和接受。

評分☆☆☆☆☆

我對宇宙充滿著天然的嚮往，總覺得浩瀚的星辰大海中隱藏著無數的奧秘等待我們去探索。當我看到《空間輻射環境工程》這本書時，以為它能帶我深入瞭解太空中的未知危險，從而對未來的太空探索有更深層次的理解。於是，我滿懷期待地把它帶迴瞭傢。然而，翻開書頁，我卻感到一陣措手不及。書中的文字充斥著大量我陌生的專業術語，比如“電離輻射”、“粒子通量”、“空間粒子探測器”等等，這些詞匯對我而言如同天書。我嘗試著去理解其中關於輻射源、輻射傳播以及輻射防護的章節，但很多概念的闡述都顯得非常抽象和技術化。我發現這本書似乎更側重於從工程學的角度去分析和解決問題，例如如何設計更有效的輻射屏蔽材料，如何評估不同空間環境下輻射的強度和類型，以及如何製定相關的防護標準。這些內容雖然對於專業研究人員來說至關重要，但對於一個像我這樣的普通讀者來說，理解起來確實存在不小的門檻。我更希望這本書能提供一些更直觀的例子，比如介紹一些曆史上的太空任務是如何應對輻射挑戰的，或者用更形象的比喻來解釋一些復雜的物理現象，讓我能更容易地領會到空間輻射環境的嚴峻性以及工程防護的重要性。

評分☆☆☆☆☆

我一直對太空探索充滿著濃厚的興趣，總覺得人類對宇宙的探索是未來發展的必然方嚮。當我看到《空間輻射環境工程》這本書時，我期待它能為我揭示太空環境中隱藏的各種挑戰，尤其是那些無形卻又至關重要的“輻射”問題。我希望通過閱讀這本書，能更全麵地認識到空間輻射對航天活動可能帶來的影響，並瞭解相關的工程技術如何應對這些挑戰。然而，當我翻開這本書，我發現它呈現給我的是一個極其專業化的世界。書中的章節充斥著大量的公式、圖錶和技術參數，這讓我感到有些望而卻步。我嘗試著去理解其中的一些關於輻射的物理原理和工程設計方法，但很多內容對我來說都太過晦澀難懂，缺乏必要的背景知識和引導。我感覺這本書更像是一本為空間物理、航天工程等領域的專傢和學生量身打造的教科書，它提供瞭係統性的理論框架和深入的技術細節，但對於像我這樣的普通愛好者來說，閱讀起來有很大的難度。我希望能有更多的科普性內容，比如用更通俗易懂的語言解釋空間輻射的來源、危害，以及一些成功的空間輻射防護案例，這樣纔能讓我更容易地接受和理解。

評分☆☆☆☆☆

我本來是想找一本關於宇宙探索的普及讀物，結果意外翻到瞭這本《空間輻射環境工程》。拿到書的那一刻，我眼前一亮，覺得這個書名聽起來就很有技術含量，可能能讓我對太空的認識更上一層樓。我一直對載人航天和空間站的運行很感興趣，總覺得那些宇航員在太空中工作是很不容易的，肯定會遇到很多我們平時難以想象的睏難。所以，當我在書店看到這本書的時候，就覺得它可能揭示瞭太空中的一些“隱形殺手”，比如輻射。我開始翻閱，發現裏麵有很多圖錶和數據，看起來非常專業。我嘗試著去理解，但很多概念，比如“地磁場”、“太陽活動周期”、“宇宙射綫”等等，對我來說都比較陌生。我不是這方麵的專業人士，平時也隻是對一些科普文章和紀錄片感興趣。這本書的內容似乎比我平時接觸到的要深入得多，它更多的是在探討如何去“工程化”地解決空間輻射的問題，而不是簡單地介紹輻射是什麼。我看到一些章節在講如何設計防護材料，如何進行輻射劑量的計算，還有對不同空間環境下的輻射效應進行分析。這些內容雖然聽起來很重要，但對我來說，就像是聽天書一樣，我抓不住重點，也無法建立起完整的知識框架。我更期望能讀到一些關於空間輻射對人體健康影響的科普，或者是一些曆史事件中，輻射對航天任務造成過哪些具體影響的故事。這本書的內容，感覺更像是給專業人士看的“秘籍”，而不是給普通愛好者準備的“入門指南”。

評分☆☆☆☆☆

很不錯的一本書，對研究空間輻射環境效應很有用

評分☆☆☆☆☆

很不錯就是這樣最好瞭太好瞭

評分☆☆☆☆☆

還可以吧 吧 吧頂頂頂頂頂頂頂頂頂頂頂頂

評分☆☆☆☆☆

內容詳實，但是不知道這些經驗在國內應用的情況如何！

評分☆☆☆☆☆

值

評分☆☆☆☆☆

很結實的一本書，配送超快。

評分☆☆☆☆☆

專業性比較強的書，很全麵

評分☆☆☆☆☆

內容詳實，但是不知道這些經驗在國內應用的情況如何！

評分☆☆☆☆☆

內容豐富，質量好。。。。。