fix: zoom factor
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234af7dab9
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@ -151,56 +151,57 @@ $$
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<div align=center><img src="docs/ExFit-trapped-proton.png" style="max-width: 80%;"><br /></div>
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## 辐射源设置
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使用`Geant4`的`General Particle Source`（`GPS`）生成源，考虑在`World`球面上均匀随机发射粒子（各向同性），保证入射方向为球内，则球面上的计数率为：
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考虑在`World`球面上均匀随机发射粒子（各向同性），保证入射方向为球内，则球面上的计数率为：
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F = A\int_{E_a}^{E_b} \phi(E)\mathrm{d}E,\ A=4\pi R^2
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`GCR`的单位为$\mathrm{m^{-2}sr^{-1}s^{-1}}$，乘以$4\pi A$即可得到计数率；俘获辐射的单位为$\mathrm{cm^{-2}s^{-1}}$，乘以$A$即可得到计数率。经过检验，模型中使用的外壳（3层，2mm 铝 + 10mm 芳纶 + 5mm 铝）能够抵挡能量在$50\ \mathrm{MeV}$以下的质子和能量在$100\ \mathrm{keV}$以下的电子，最终结果如下表所述。
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`GCR`的单位为$\mathrm{m^{-2}sr^{-1}s^{-1}}$，乘以$4\pi A$即可得到计数率；俘获辐射的单位为$\mathrm{cm^{-2}s^{-1}}$，乘以$A$即可得到计数率。经过检验，模型中使用的外壳（3层，2mm 铝 + 10mm 芳纶 + 5mm 铝）能够抵挡能量在$50\ \mathrm{MeV}$以下的质子和能量在$100\ \mathrm{keV}$以下的电子。
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考虑到`GCR`和俘获辐射计数率相差太大，分为两部分分别进行模拟，同时按比例进行放缩，保证每一类粒子的模拟入射数目均不小于$10^5$。模拟得到剂量率后，乘以缩放系数和任务时长（$30\ \mathrm{d}\times86400\ \mathrm{s/d}$），即可得到完整剂量。
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<div align=center>
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| Partical | Model | $E_{min}(\mathrm{MeV})$ | $E_{max}(\mathrm{MeV})$ | Flux($\mathrm{s^{-1}}$) |
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|:--------:|:--------------------------------------------------------------------:|:-----------------------:|:-----------------------:|:-----------------------:|
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| $e^{-}$ | $j=j_0e^{-\frac{E}{E_0}}$ | 0.1 | 10 | 9.23242E+11 |
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| `p` | $j=j_0(E-\beta)^{-\alpha}$ | 50 | 1000 | 42853994.15 |
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| `H` | $\frac{C_1\beta^{\alpha-1}}{pc}\left(\frac{pc}{pc+C_2}\right)^{C_3}$ | 200 | 100000 | 12854310.92 |
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| `He` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 1718828.12 |
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||||
| `Li` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_5})$ | 200 | 100000 | 12982.36284 |
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| `Be` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_6})$ | 200 | 100000 | 6687.159271 |
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||||
| `B` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_7})$ | 200 | 100000 | 17093.65985 |
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| `C` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_8})$ | 200 | 100000 | 52245.07239 |
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||||
| `N` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_9})$ | 200 | 100000 | 13564.66838 |
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||||
| `O` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_10})$ | 200 | 100000 | 48807.93662 |
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||||
| `F` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_11})$ | 200 | 100000 | 1122.681148 |
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||||
| `Ne` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_12})$ | 200 | 100000 | 8065.236798 |
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||||
| `Na` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_13})$ | 200 | 100000 | 1865.503552 |
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||||
| `Mg` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_14})$ | 200 | 100000 | 10928.24228 |
|
||||
| `Al` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_15})$ | 200 | 100000 | 1938.943418 |
|
||||
| `Si` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_16})$ | 200 | 100000 | 8262.870777 |
|
||||
| `P` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_17})$ | 200 | 100000 | 413.5749377 |
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||||
| `S` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_18})$ | 200 | 100000 | 1659.707 |
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||||
| `Cl` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_19})$ | 200 | 100000 | 371.7198798 |
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||||
| `Ar` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_20})$ | 200 | 100000 | 751.2576633 |
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||||
| `K` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_21})$ | 200 | 100000 | 466.3178791 |
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||||
| `Ca` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_22})$ | 200 | 100000 | 1161.134206 |
|
||||
| `Sc` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_23})$ | 200 | 100000 | 231.3722059 |
|
||||
| `Ti` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_24})$ | 200 | 100000 | 828.6605823 |
|
||||
| `V` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_25})$ | 200 | 100000 | 403.8859746 |
|
||||
| `Cr` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_26})$ | 200 | 100000 | 783.4909673 |
|
||||
| `Mn` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_27})$ | 200 | 100000 | 570.5548534 |
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||||
| `Fe` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_28})$ | 200 | 100000 | 6024.476681 |
|
||||
| `Co` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_29})$ | 200 | 100000 | 20.89166947 |
|
||||
| `Ni` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_30})$ | 200 | 100000 | 292.8131737 |
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||||
| Partical | Model | $E_{min}(\mathrm{MeV})$ | $E_{max}(\mathrm{MeV})$ | Flux($\mathrm{s^{-1}}$) | Run | Zoom Factor |
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|:--------:|:--------------------------------------------------------------------:|:-----------------------:|:-----------------------:|:-----------------------:|:-------:|:-----------:|
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||||
| $e^{-}$ | $j=j_0e^{-\frac{E}{E_0}}$ | 0.1 | 10 | 9.23242E+11 | 923242 | 999999.8096 |
|
||||
| `p` | $j=j_0(E-\beta)^{-\alpha}$ | 50 | 1000 | 42853994.15 | 100000 | 428.5399415 |
|
||||
| `H` | $\frac{C_1\beta^{\alpha-1}}{pc}\left(\frac{pc}{pc+C_2}\right)^{C_3}$ | 200 | 100000 | 12854310.92 | 100000 | 128.5431092 |
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||||
| `He` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 1718828.12 | 100000 | 17.1882812 |
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||||
| `Li` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 12982.36284 | 100000 | 0.129823628 |
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||||
| `Be` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 6687.159271 | 100000 | 0.066871593 |
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||||
| `B` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 17093.65985 | 100000 | 0.170936599 |
|
||||
| `C` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 52245.07239 | 100000 | 0.522450724 |
|
||||
| `N` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 13564.66838 | 100000 | 0.135646684 |
|
||||
| `O` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 48807.93662 | 100000 | 0.488079366 |
|
||||
| `F` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 1122.681148 | 100000 | 0.011226811 |
|
||||
| `Ne` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 8065.236798 | 100000 | 0.080652368 |
|
||||
| `Na` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 1865.503552 | 100000 | 0.018655036 |
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||||
| `Mg` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 10928.24228 | 100000 | 0.109282423 |
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||||
| `Al` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 1938.943418 | 100000 | 0.019389434 |
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||||
| `Si` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 8262.870777 | 100000 | 0.082628708 |
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||||
| `P` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 413.5749377 | 100000 | 0.004135749 |
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||||
| `S` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 1659.707 | 100000 | 0.01659707 |
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||||
| `Cl` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 371.7198798 | 100000 | 0.003717199 |
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||||
| `Ar` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 751.2576633 | 100000 | 0.007512577 |
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||||
| `K` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 466.3178791 | 100000 | 0.004663179 |
|
||||
| `Ca` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 1161.134206 | 100000 | 0.011611342 |
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||||
| `Sc` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 231.3722059 | 100000 | 0.002313722 |
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||||
| `Ti` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 828.6605823 | 100000 | 0.008286606 |
|
||||
| `V` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 403.8859746 | 100000 | 0.00403886 |
|
||||
| `Cr` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 783.4909673 | 100000 | 0.00783491 |
|
||||
| `Mn` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 570.5548534 | 100000 | 0.005705549 |
|
||||
| `Fe` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 6024.476681 | 100000 | 0.060244767 |
|
||||
| `Co` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 20.89166947 | 100000 | 0.000208917 |
|
||||
| `Ni` | $C_1e^{-C_2E}(1-e^{-C_3E+C_4})$ | 200 | 100000 | 292.8131737 | 100000 | 0.002928132 |
|
||||
|
||||
</div>
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||||
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||||
考虑到`GCR`和俘获辐射计数率相差太大，分为两部分分别进行模拟，同时按比例进行放缩。
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||||
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||||
### GCR
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电子计数率与质子计数率之比约为`21544`，设置质子的源强为`1`，模拟`923285`个入射事件（数值上为$F\times10^{-6}\ \mathrm{s}$），因此最终的剂量需要乘以$10^6\ \mathrm{s^{-1}}\times30\ \mathrm{d}\times86400\ \mathrm{s/d}$倍。
|
||||
由于该模型较为简单，使用`Geant4`的`General Particle Source`（`GPS`）生成源可以较为方便的进行，
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||||
```macro
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||||
/gps/source/add 21544
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||||
/gps/source/clear
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/gps/source/add 1
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||||
/gps/particle e-
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/gps/pos/type Surface
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||||
/gps/pos/shape Sphere
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@ -211,7 +212,9 @@ $$
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|||
/gps/ene/ezero 0.0824
|
||||
/gps/ang/type iso
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/gps/ang/maxtheta 90 deg
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||||
/run/beamOn
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||||
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||||
/gps/source/clear
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||||
/gps/source/add 1
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||||
/gps/particle proton
|
||||
/gps/pos/type Surface
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||||
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|
@ -223,12 +226,13 @@ $$
|
|||
/gps/ene/alpha 2.40873
|
||||
/gps/ang/type iso
|
||||
/gps/ang/maxtheta 90 deg
|
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||||
/run/beamOn 923285
|
||||
/run/beamOn 100000
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||||
```
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||||
### 俘获辐射
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||||
假定`Co`的计数率为1，设定其他粒子的计数率，模拟`707013`个入射事件，因此最终的剂量需要乘以$20.9\ \mathrm{s^{-1}}\times30\ \mathrm{d}\times86400\ \mathrm{s/d}$倍。
|
||||
由于模型较为复杂，且需要发射的粒子种类繁多，因此该部分的粒子使用`G4`自行生成。
|
||||
|
||||
假定`Co`的计数率为1，设定其他粒子的计数率，模拟`7070130`个入射事件，因此最终的剂量需要乘以$2.09\ \mathrm{s^{-1}}\times30\ \mathrm{d}\times86400\ \mathrm{s/d}$倍。
|
||||
|
||||
## 空间站建模
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||||
1. 尺寸与分区[^6]
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