Читать книгу Все науки. №9, 2024. Международный научный журнал - Ибратжон Хатамович Алиев - Страница 3

Аннотация. В работе описано исследование взаимодействия солнечного элемента на основе кристаллического кремния с потоком электронов и гамма-квантов. Для описания взаимодействия использовалась модель анализа резонансных ядерных реакций с расширенной формой анализа. Согласно произведённому теоретическому и эмпирическому исследованию, доказано, что изменений в структуре исследуемых материалов не наблюдаются, как и проявлений с точки зрения фотоэффекта. В заключении приведено описание полученных теоретических результатов.

Ключевые слова: облучение, уравнение ядерной реакции, состав космического излучения, квант, энергия гамма-кванта.

Введение. Космическое излучение, состоящее из целого спектра различных составляющих, в фотонном виде – из инфракрасного, видимого, ультрафиолетового излучения, в волновом спектре – из рентгеновского излучения и гамма-квантов с различными энергиями и в корпускулярном формате – из частиц различных типов: протонов, электронов, дейтронов, тритонов, альфа-частиц, различных ионов и других с различными энергиями, является на сегодняшний день одним из важных объектов для изучения [1, 3]. Проблемы структуры и состояния космических лучей исследуется со стороны многих научно-исследовательских центров, для этого разработаны и размещены на космических орбитах различные научно-исследовательские конструкции в виде спутников, космической станции или зонтов [2; 4—5].

В каждом из представленных конструкций используются в качестве источника энергии солнечные батареи на основе различных технологий. Известно, что солнечные элементы изготавливаются в различных технологиях, их разделяют по структуре на состоящие из кристаллического кремния, аморфного кремния и арсенида галлия. В основном в космических конструкциях используются кремниевые кристаллические солнечные элементы, так как их эффективность более высокая, чем у остальных вариантов. Солнечные элементы, изготовленные на основе арсенида галлия, имеют наиболее высокую КПД, но являются дорогостоящими [3—5; 8—9; 12].

На сегодняшний день, исследования, проведённые на орбите, дали не мало информации о воздействии космического излучения к используемым конструкциям. В этих работах осуществлены исследования по определению степени опасности космического излучения для человеческого организма. [5—8; 10—11]. Также имеются определённые исследования по возможному отражению космического излучения, создавая электромагнитные зеркала при помощи отдельного подбора соответствующей конструкции [12; 17]. Однако, солнечные панели присутствуют в космосе без дополнительных систем защиты и ограничителей, поскольку каждое ограждение или защита не только требует дополнительной энергии, также воздействует на эффективность солнечных панелей [13—15].

Для сравнения, по результатам проведённого исследования 2011—2013 года, доза излучения, набираемая человеком на протяжении его полёта в 180 дней на Марс, что экспериментально было определено посредством направления зонда, составило критические 500 мЗв, что сопоставимо с 500 днями проживания на Марсе. На космической станции, на протяжении работы в 6 месяцев, что также было установлено в ходе этого исследования, облучение составляет чуть больше 90 мЗв, что для сравнения в 4,5 раза больше, чем доза излучения, получаемая сотрудниками в радиационной промышленности, поскольку она составляет 20 мЗв [16; 19—22].

Не маловажным является изучение вопроса о степени отрицательного влияния, наносящаяся различным конструкциям, в том числе энергетическим установкам со стороны космического излучения. Отрицательно влияние на параметры солнечных панелей со стороны корпускулярного излучения в лице тяжёлых ядер – протонов, дейтронов, альфа-частиц и иных установлен теоретически и экспериментально. Поскольку вероятность начала с их стороны одного или нескольких каналов ядерной реакции весьма велики, что также доказывают эксперименты на ускорителях [5; 6—8]. Дополнительным подтверждением этому служат работы, посвящённые вопросам экранирования космических аппаратов [19; 22].

Остаётся на данный момент открытым вопрос степени воздействия на солнечные батареи и энергетические установки быстрых, а также заторможённых электронов, гамма-квантов различной энергии, в том числе фотонов с малыми энергиями на солнечные батареи [3]. Определение степени их влияния позволит изучить процентное соотношение различных типов излучения, где в преобладающем большинстве являются гамма-кванты различных энергий, далее идут протоны, затем электроны и завешают структуру в малой дозе, дейтроны, тритоны, нейтроны, альфа-частицы и прочие тяжёлые ионы [23—24]. Исходя из представленного, можно сделать заключение о том, что задача установления степени воздействия в отличие от корпускулярного тяжёлого излучения, электронов и гамма-квантов с различными энергиями является актуальным.