Osłabianie promieniowania gamma w chondrytach zwyczajnych

• Authors: Marcin Kaczmarzyk

Title variants

EN

Gamma rays attenuation in ordinary chondrites

• Languages of publication: PL

Abstracts

PL

W niniejszej pracy poruszono zagadnienie pochłaniania promieniowania gamma w materiale budującym meteoryty należące do grupy chondrytów zwyczajnych, które pochodzą z planetoid typu S. Wysoce przenikliwe promieniowanie gamma powstaje w przestrzeni kosmicznej m.in. jako efekt oddziaływania pierwotnego promieniowania kosmicznego z ośrodkami materialnymi. Materiał pozyskany z małych ciał Układu Słonecznego może stanowić alternatywny budulec ciężkich osłon radiacyjnych statków kosmicznych, co uzasadnia prowadzenie badań nad pochłanianiem promieniowania jonizującego w meteorytach. Opisano tu eksperyment, do celów którego wykonano autorskiej konstrukcji stanowisko badawcze do analizy pochłaniania promieniowania jonizującego w materiałach sypkich. Przy pomocy tego stanowiska, wykorzystując radioaktywny izotop 60Co, określono masowy współczynnik absorbcji promieniowania gamma w sproszkowanym chondrycie zwyczajnym, a otrzymany wynik porównano z wartością obliczoną teoretycznie. W pracy przeprowadzono szczegółową analizę uzyskanych wyników i sformułowano wnioski płynące z przeprowadzonego eksperymentu. Na jednostkę masy, chondryty zwyczajne lepiej osłabiają promieniowanie gamma niż jakiekolwiek materiały osłonowe stosowane obecnie w astronautyce.

EN

This paper elaborates on gamma rays attenuation in ordinary chondrites. Highly penetrating gamma radiation is emitted as a result of inelastic collisions of ultra-high energy cosmic particles with bulk matter, such as spacecraft hulls. Resources mined from Solar System small bodies may present an alternative construction material for spacecraft cosmic rays shields, which explains research on ionizing radiation attenuation in meteorites. A custom-made, shielded research workstation was constructed to analyse ionizing radiation absorption in pulverized materials. Using the workstation, gamma rays attenuation experiment was performed on pulverized ordinary chondrite – a meteorite originating from S-type asteroid. The experiment resulted in obtaining gamma ray mass attenuation coefficient of S-type chondritic asteroid matter. Obtained results were analysed and final conclusions were formulated. Per unit mass, ordinary chondrites exhibit better gamma rays attenuation properties than any radiation shielding material contemporarily used in astronautics.

Keywords

EN

ISRU; asteroids; astronautics; cosmic rays; gamma rays attenuation; ordinary chondrites

Discipline

• PHYSICS: PHYSICS

• Publisher: Polskie Towarzystwo Meteorytowe
• Journal: Acta Societatis Metheoriticae Polonorum
• Year: 2019
• Volume: 10
• Pages: 40-50

Contributors

author

Marcin Kaczmarzyk

• Zakład Budownictwa Ogólnego, Wydział Budownictwa Inżynierii Środowiska i Architektury, Politechnika Rzeszowska, 35-959 Rzeszow

References

• CERN 2018, Cosmic rays: particles from outer space: https://home.cern/about/physics/cosmic-rays-particles-outer-space dostęp 02.06.2018.
• Dermer C. i in., 2012, On the Physics Connecting Cosmic Rays and Gamma Rays: Towards Determining the Interstellar Cosmic Ray Spectrum, 4th Fermi Symposium: Monterey, CA: 28 Oct-2 Nov.
• Kaczmarzyk M i in., 2018, Global database of direct solar radiation at the Moon’s surface for lunar engineering purposes, E3S Web of Conferences vol. 49, 00052.
• Lowry S. i in., 2014, The Internal Structure of Asteroid (25143) Itokawa as revealed by detection of YORP Spin-up, Astronomy & Astrophysics manuscript no.1 January 7.
• Łuszczek K., 2018, Potential importance of metallic resources of ordinary chondrite parent bodies, Mining Science, 25, s. 71–83.
• Martínez-JiménezM. i in., 2017, Asteroid Mining: Mineral Resources in Undifferentiated Bodies from the Chemical Composition of Carbonaceous Chondrites, Astrophysics and Space Science Proceedings, 46, s. 73–101.
• Miller J. i in., 2009, Lunar soil as shielding against space radiation, Radiation Measurements, 44, s. 163–167.
• NIST, 2018 X-Ray Mass Attenuation Coefficients – Table 3: https://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/tab3.html dostęp 04.06.2018.
• Papike J. i in., 1991, Lunar Sourcebook: Lunar Minerals, Cambridge University Press.
• Pohl L., Britt D., 2017, The radiation shielding potential of CI and CM chondrites, Advances in Space Research, 59, s. 1473–1485.
• POLATOM 2017, Świadectwo wzorcowania Nr BW/Z-62/58/17, Wyd. 01.09.2017, Narodowe Centrum Badań Jądrowych, Ośrodek Radioizotopów POLATOM, Laboratorium Wzorców Radioaktywności.
• Shavers M. i in., 2004, Implementation of ALARA radiation protection on the ISS through polyethylene shielding augmentation of the Service Module Crew Quarters, Advances in Space Research, 34, s. 1333–1337.
• Space.com, 2018, What Are Cosmic Rays?: https://www.space.com/32644-cosmic-rays.html dostęp 02.06.2018.
• Stock R. i in., 2013, Encyclopedia of Nuclear Physics and its Applications, Wiley-VCH.
• Szczeniowski S., 1974, Fizyka Doświadczalna t. VI: Fizyka jądra i cząstek elementarnych, PWN, Warszawa.
• Waseda Y. i in., 2011, X-Ray Diffraction Crystallography Introduction, Examples and Solved Problems, Springer Heidelberg Dordrecht London New York Library of Congress.
• Wasson J., Kallemeyn G., 1988, Compositions of Chondrites, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series A, Mathematicaland Physical Sciences, Vol. 325, No. 1587, The Solar System: Chemistry as a Key to Its Origin (Jul. 29, 1988), s. 535–544.

• Document Type: article