太阳质子事件

摘要： 针对载人月球探测任务中偶发太阳质子事件对航天员造成的突出辐射剂量危害与防护问题,采用蒙特卡洛方法仿真研究了常用屏蔽材料在舱内与舱外航天服应用中的防护效能,分析了不同高密度聚乙烯和氮化硼配比组成下单层富氢复合材料的屏蔽效果,并结合NASA航天服特征参数仿真分析了聚乙烯材料对航天服不同部位的屏蔽效率。结果表明:在相同质量密度下,氢元素含量较高的聚乙烯和水防护效能明显优于铝、钽等金属材料;添加氮化硼没有明显改善聚乙烯的屏蔽效能;增加相同质量聚乙烯材料,航天服下部躯体屏蔽效率提升最高,上部躯体次之,头盔最低。

摘要： 太阳质子事件是一种由太阳活动爆发时喷射并传播到近地空间的高能粒子引起的空间天气现象。这些高能粒子会对航天器和宇航员产生严重危害,对太阳质子事件进行准确的短期预报是航天活动灾害预防的重要内容。针对当前主要预报模型中普遍存在的高虚报率问题,提出了一种基于集成学习的太阳质子事件短期预报方法,利用第23个太阳活动周数据,建立了一种集成8种机器学习模型的太阳质子事件短期预报系统。实验结果表明,本文方法在取得了80.95%的报准率的同时,将虚报率降低至19.05%,相比现有的预报系统具有较为明显的优势。

摘要： 在耀斑伴随日冕物质抛射(CME)事件编目数据的基础上,进行太阳质子事件(SPE)匹配,构建研究数据集.利用Apriori算法挖掘SPE与耀斑级别、耀斑发生日面位置以及CME角宽度和速度的关联关系.结果 表明:X级耀斑、全晕CME、高速(＞1000 km.s-1) CME和日面西半球耀斑是最可能伴随质子事件的4种特征,其诱发质子事件概率依次为0.366,0.355,0.30,0.155.角宽度低于120°或速度低于400 km.s-1的CME产生质子事件的概率为0.高速CME产生质子事件的概率是低速(400～1000 km.s-1) CME的8.6倍,X级耀斑产生质子事件的概率是M级耀斑的6.2倍,日面西部耀斑产生质子事件的概率是日面东部耀斑概率的3.9倍,全晕CME产生太阳质子事件的概率是非全晕(120°～360°)CME的3.8倍.对太阳质子事件样本进行过采样处理,利用随机森林等5种典型有监督学习算法,构建了基于第23太阳活动周耀斑和CME特征的质子事件预测模型.结果 表明,该预报模型的质子事件预测准确率、精确率和召回率均控制在91％以上.

摘要： 对第21～24太阳周不同等级的太阳X射线耀斑事件、太阳质子事件、地磁暴事件及高能电子增强事件的爆发频次特征进行统计,结果表明:太阳周耀斑爆发的总数量与该太阳周的黑子数峰值呈正比,耀斑总数、X级耀斑事件数与峰值的相关系数分别为0.974,0.997;太阳质子事件主要发生在峰年前后1～2年,约占总发生次数的80％,峰值通量大于10pfu(1pfu=1cm-2·sr-1·s-1)的质子事件中,84％伴有耀斑爆发,并且主要伴随M或X级耀斑,少量伴随C级耀斑,峰值通量大于1000 pfu的质子事件中,98％伴随M或X级耀斑,并且以X级耀斑为主;第21,22,23和24太阳周发生地磁暴最频繁的时间分别在1982,1991,2003年和2015年,分别滞后黑子数峰值时间3年、2年、2年和1年;72％的高能电子增强事件发生在太阳周下降期,24％的高能电子增强事件发生在太阳周上升期.

摘要： 为实时评估0～ 100 km高度范围内的大气中子全球分布,对宇宙线在地磁场和大气中的传输过程进行了分析.利用蒙特卡罗方法工具包Geant 4,预先计算不同能量的粒子在大气层中产生的次级粒子能谱分布,形成大气次级粒子数据库,并与相关模型进行对比,验证了该数据库的有效性和可靠性.以实测或预报的空间环境参数作为输入,计算同步轨道银河宇宙线和太阳质子事件能谱以及100 km高度上的地磁垂直截止刚度,最终得到大气层顶上的粒子能谱.通过对大气次级粒子数据库的线性插值,实现1h分辨率的大气中子能谱和辐射剂量全球分布的实时计算.

摘要： Coronal Mass Ejections (CME) are an important source of Solar Proton Events (SPE).Their speeds and source region locations have significant effects on SPE productions.In this paper,all halo CME in recent five years are statistically analyzed.The results show that fast halo CME with small angle distances are more likely to produce SPE,especially those halo CME with the speed greater than 1200km·s-1 and the angle distance less than 60°.Three fast halo CME without SPE are elaborately studied.The results show that CME's main body moving direction and the variations of interplanetary magnetic fields also have important impacts on SPE emerging.Consequently,in daily operational space environment forecasts,an accurate SPE forecast must take various factors into account,such as CME burst speed,source region location,CME main body ejection direction,interplanetary environment,and so on.%日冕物质抛射(CME)是太阳质子事件的重要源头.CME的速度和源区位置是太阳质子事件产生的重要因素.通过统计最近5年全晕CME与太阳质子事件的关系发现,速度大且源区位置距离日面上连接地球磁力线足点近的全晕CME更易引发太阳质子事件,其中速度大于1200 km.s-1、角距离60°以内的样本引发太阳质子事件的概率最高.对3个未引发太阳质子事件的高速全晕CME进行了详细分析,发现CME的主体爆发方向和行星际磁场环境的变化也影响太阳质子事件的产生.因此,在太阳质子事件的实际预报中,综合CME爆发速度、源区位置、主体抛射方向和行星际环境等多个因素才能给出更准确的事件预报结果.

摘要： 通过对0°W-39°W,40°W-70°w,71°W90°W经度范围内太阳质子事件与太阳耀斑的相关性计算分析,发现太阳质子事件与太阳耀斑的相关系数依赖于经度.太阳耀斑积分与地球磁链接区域(40°W-70°W)太阳质子事件强度的相关系数最大.相关系数的这种特点与耀斑加速粒子的最大流量只出现在磁链接区域的特征相吻合.计算结果表明,太阳耀斑对太阳质子事件具有贡献,即耀斑对E≥10 MeV的质子加速有贡献.耀斑和CME在磁链接区域对太阳质子事件的贡献相同,这说明太阳质子事件是混合型事件.

摘要： 太阳质子事件通量的预测对航天器抗辐射加固设计和航天员出舱活动具有非常重要的意义.针对一年以下的航天任务,利用经验统计方法,确认太阳活跃年和太阳平静年期间,1-365天不同时间段内＞10 MeV,＞ 30 MeV和＞60 MeV的太阳质子事件积分通量符合对数正态分布,且通量对数的标准偏差σ和期望值μ随任务期时间的变化满足对数函数形式.以此为基础,构建太阳质子通量的中短期预报模型.该模型能够针对太阳活跃年和太阳平静年,给出一定置信度下1-365天不同时间内＞10 MeV,＞30 MeV和＞60 MeV的质子事件通量分布,从而为执行中短期航天任务提供太阳质子事件通量的预测,以规避不必要的风险.%Solar proton event forecast is very important to guarantee the security of spacecrafts and astronauts.According to the short to medium term space mission,the solar proton fluences whose energy are greater than 10 MeV,30MeV and 60 MeV are statistically analyzed.It is found that the probability of solar proton fluences has a normal distribution,and their standard deviations and expectations are logarithmic functions over different time period from Day 1 to 365.Consequently,a short to medium term forecast model of solar proton fluences is built,which can forecast the solar proton fluences whose energy are greater than 10 MeV,30 MeV and 60 MeV with certain confidence levels for different time period.Therefore,this model is very helpful to safely carry out the space mission which task period is less than 1 year.

摘要： 对地球同步轨道空间辐射环境监测及应用进行了研究.给出了持续开展的国外GOES系列卫星和国内FY-2系列卫星的地球同步轨道空间粒子辐射探测介绍,以及AE8和AP8、AE9和AP9、POLE、FLUMIC等用于地球同步轨道带电粒子辐射环境评估的经验模型发展.我国自主高能带电粒子辐射监测自20世纪90年代中后期开始,FY-2系列卫星上的带电粒子探测仪器经过了两代卫星的技术巩固和第三代卫星的创新发展,实现了更精细的能道划分并拓宽了对带电粒子辐射能谱的探测.介绍了用FY-2系列卫星获得的不同扰动状态下高能电子能谱特性,兆电子伏特级高能电子快速、缓慢增强事件,以及与GOES-13,15卫星联合应用分析高能电子不同地方时动态与太阳质子事件动态演化结果.用FY-2系列卫星获得的观测数据能准确、灵敏反映轨道空间高能带电粒子的动态变化;与GOES系列卫星的同期观测结果比较既反映出相对平静时的趋于一致性,又反映了强扰动下的显著短时局地差异,这为开展该轨道粒子辐射实测数据多星联合分析,发展磁层对扰动响应更全面、更复杂的图像,为带电粒子起源、重新分布、损失机制等深入研究提供了可能.在最新的第一代静止气象卫星FY-4卫星上,带电粒子探测仪器兼顾了能谱和方向的设计,既具备FY-2系列卫星平台高能电子、质子全能谱的探测,又增加了高能电子的多方向探测.目前除GOES系列卫星以外,仅有我国地球同步轨道系列卫星可提供持续的轨道空间粒子辐射环境长期实测记录,数据的长时间积累和信息丰富将促进地球同步轨道空间粒子辐射经验模型向更精细化的方向发展,并推动我国空间粒子辐射环境理论和自主建模研究,更好地服务于我国空间天气监测预警业务.

摘要： 9月初,一个代号为AR2673的太阳黑子活跃区域引发了自2005年以来太阳最强的一次爆发活动,短短几天就爆发了10余次太阳大耀斑,有的还伴随有日冕物质抛射,并直接导致中等太阳质子事件.其中,9月6日太阳爆发了X9.3级耀斑.太阳耀斑主要表现为强烈的电磁辐射和高能粒子辐射,它们一般无法通过地球大气层对人员造成伤害,但如果足够强大,

摘要： 通过计算W0-W39,W40-W70以及W71-W90三个经度范围太阳质子事件与太阳耀斑的相关性分析,发现太阳质子事件与太阳耀斑的相关系数是经度依赖的,即对于与地球磁链接区域(W40-W70)的太阳质子事件,太阳耀斑积分与太阳质子事件强度的相关系数最大.相关系数的这种特点与耀斑加速粒子的最大流量只出现在磁链接区域的特征相吻合.计算结果支持太阳耀斑对太阳质子事件有贡献,即耀斑参与了E≥10MeV质子的加速.

摘要： 太阳质子事件是指地球同步轨道在连续15分钟的时间内,能量大于10MeV的质子通量大于10pfu.依据GOES卫星1997-2014年期间的太阳质子事件以及与太阳质子事件相伴的太阳耀斑和日冕物质抛射的数据,统计分析了太阳质子事件的强度与太阳耀斑和日冕物质抛射的关系.

摘要： 本文分析了21-23周太阳质子事件的强度的太阳周分布特征、太阳质子事件源区的东西不对称性和南北不对称性.本文还开展了相对论的太阳质子事件和非相对论的太阳质子事件强度特征的对比分析.

摘要： 根据第23太阳活动周太阳质子事件分布数据，结合第21、22周的数据，详细分析了太阳质子事件的发生和通量分布特征，与常用的太阳质子事件模式进行了对比分析，发现了既往的一些缺陷。经过统计分析，我们认为:1)太阳质子事件的发生具有很强的随机性，但应注意到太阳活动的阶段性特征；2)根据最近3个太阳活动周的太阳质子事件观测数据的统计分析，我们将一个太阳活动周中太阳质子事件的分布划分为3个时间段，即上升段、峰值段和下降段，并对不同阶段的太阳质子事件分布规律和特征进行了总结。通过对23周的对比分析，太阳质子事件的3个阶段的划分比较适合对质子事件发生特征进行描述。

摘要： 本文根据NOAA卫星和GOES卫星的测量数据，采用Bendel双参方法，对太阳质子事件(SPE)期间GEO轨道以及SSO轨道处的质子单粒子翻转率的变化情况进行了估算，并分析了影响翻转率的因素。单粒子翻转率与能谱的硬度系数以及翻转能量阈值正相关，与饱和横截面反相关。SSO轨道上由SPE引起的单粒子翻转率增加与在GEO轨道处得质子增加具有相关性。计算得到，在太阳同步轨道极区，器件的单粒子翻转率可以达到0.1718SEUs/bit/day。

摘要： 太阳质子事件是威胁航天安全的空间天气事件，对质子事件峰值的准确预报对于卫星采取有效的减缓措施具有很高的实用价值。本项工作采用GOSE.7卫星大于10Mev能段上的质子通量数据，对太阳质子事件的能量上升阶段的高能质子通量变化特征进行了分析，发现其上升阶段的峰值流量具有较好的统计规律，并根据该规律提出了一种对太阳质子事件峰值流量进行预报的方法。试验预报结果表明，预测结果与实测值都在同一个量级内，预报方法具有一定的有效性。

摘要： 空间天气因素对地面人群的影响，尚没有受到足够的重视，相关研究还十分少见。目前的一些数据显示，太阳质子事件增多时心脑血管疾病的死亡率、皮肤癌的发生也随之有较明显的增多趋势，且与人脑的神经活动紊乱有关。因此，开展与此有关的生物学实验研究和统计学调查，对于了解空间天气对地面人类健康的影响是很有必要的。本研究探讨空间天气对地面人群的影响，采用实验研究和统计学调查相结合的手段，在宇宙射线观测站进行模式动物建模研究，并就太阳活动周期与地面人群相关疾病的发病率进行调查分析。通过上述研究，得出空间天气因素对生物体的效应机制和相应生物的适应机制，从而能为空间天气对太空及地面的人类活动产生的一系列生物学效应进行解释和提出控制策略。

摘要： 太阳质子事件对航天活动构成重要威胁，预测一定时期内太阳质子的通量，对航天器的抗辐射加固设计有重要的指导意义。本文在第20至23太阳活动周的太阳质子事件数据统计分析的基础上，建立了一个针对>10MeV和>30MeV太阳质子通量长期预报的新模型。新模型与目前航天工程中常用的JPL模型相比较，引入了太阳活动性对质子事件发生概率的影响因素，能够评估不同太阳活动水平下的质子通量，更符合质子事件的分布特征。

摘要： NOAA0696和NOAA0720是两个多发CMEs的活动区.NOAA0696爆发过10个晕状CME.NOAA0720爆发过5个晕状CME.文中对这两个相似活动区进行了分析.它们的相似演化特征是:(a)它们在太阳可见面生成,之后快速生长.(b)两个活动区的正、负极性磁通量不均衡.(c)生成后三天后发展成密集的δ位型,随后演化成"A"结构.(d)两个活动区都有明显的顺时针旋转.最后,均演化为垂直磁结构活动区.(e)均产生了一系列强爆发活动和晕状CME并导致强烈太阳质子事件和地磁扰动.(f)均有跨赤道的大尺度磁结构,并展现为"S"状巨型磁环.巨型磁环展现出"S"结构,则预示着两个强活动区可能向大尺度跨赤道的磁环输送和转移磁能和磁螺度.这可能是导致大尺度磁场结构整体不稳定的原因。

摘要： 本文对资源一号卫星FM1星空间环境监测(SEM)分系统测量的目的、在轨飞行测量结果进行了总结,介绍了对所获取的部分数据分析的结果.

摘要： 本发明涉及一种空间太阳能电池电子、质子辐照衰降预测方法。本发明属于卫星太阳能电池技术领域。本发明预测采用移位损伤方法：(1)确定太阳能电池移位损伤电子、质子辐照衰降性能衰降关系，进行电子、质子能级测试；(2)电池采用非电离能损计算电池的移位损伤；得到电池的移位损伤与电性能衰降关系；(3)通过微积分电子能谱计算电子总的移位损伤，通过微积分质子能谱计算质子的移位损伤；(4)确定电性能参数的衰降比，由电性能参数的初始值乘以衰降比就可得到辐照后的电性能预测值；(5)将电性能参数带入公式，求出相关数据后，即可根据公式求电池任意工作点辐照后的参数。本发明具有操作简单、高效快捷、数据准确、成本低廉等优点。

摘要： 以质子化胺硅烷偶联剂修饰二氧化锡电子传输层与钙钛矿的界面，获得了高电子迁移率，良好的能级匹配，增加了SnO2电子传输层的亲和度，并且钝化界面的缺陷。相比于未处理SnO2薄膜，经质子化胺硅烷偶联的SnO2薄膜更适合用作钙钛矿太阳能电池的电子传输层。本发明的特征在于：通过在不同稀释倍数的盐酸里浸泡以及在同一浓度的盐酸浸泡不同的时间来获得质子化胺硅烷偶联SnO2薄膜的方法，制备出了光电转化效率高的钙钛矿太阳能电池。

摘要： 本发明属于钙钛矿太阳能电池技术领域，提供了一种预质子化氨基吡啶辅助制备高效钙钛矿太阳能电池的方法。本发明方法不仅便捷、操作简单、成本低、效果显著，而且解决了路易斯碱钝化界面缺陷过程中诱导的界面质子转移行为。与常用的强碱性路易斯碱分子钝化缺陷相比，本方法在不损坏原有钙钛矿表面晶体结构的基础上，原位构筑3D/2D异质结钙钛矿薄膜，不仅钝化了界面缺陷大幅提高了PSCs效率，还利用低维钙钛矿晶体的本征疏水特性，提高了PSCs的长期稳定性。

摘要： 本发明涉及资源整合技术领域，尤其涉及一种基于太阳能热化学甲醇重整制氢的质子交换膜燃料电池联合系统。本发明提供的基于太阳能热化学甲醇重整制氢的质子交换膜燃料电池联合系统，包括依次连接的甲醇重整制氢系统、氢渗透合金膜系统和质子交换膜燃料电池系统。本发明是以氢能的制备存储与利用以及质子交换膜燃料电池为核心的，结合氢渗透合金膜分离提纯技术的新型高效联用系统，能够实现甲醇重整和燃料电池的联产。

摘要： 本发明公开了一种质子化氮化碳的制备方法及在碳基钙钛矿太阳能电池中的应用，将三聚氰胺，研磨，以一定的升温速率升至500～550°C反应2～3h，再升至550～600°C反应6～7h，冷却，得到氮化碳；用盐酸溶液溶解氮化碳，超声30～60min，搅拌3～4h，依次用蒸馏水和无水乙醇洗涤，离心至pH为6.8‑7.2，干燥产物；将干燥产物用浓硝酸溶解，搅拌反应1～2h，超声4～6h，依次用蒸馏水和无水乙醇洗涤，离心至pH为6.8‑7.2，干燥，研磨，得到质子化氮化碳。通过将本发明制备的质子化氮化碳在碳基钙钛矿太阳能电池中的应用，其中，当添加1.8wt％的质子化氮化碳时的钙钛矿太阳能电池的效率提升最为明显，最高可达到6.61％，与未掺杂添加剂的钙钛矿太阳能电池效率(4.48％)相比，效率提升了47.5％。

摘要： 本发明提供了一种多能量电子质子和太阳辐射综合环境模拟系统，包括电子辐射源、质子辐射源、紫外辐射源、太阳模拟器、真空容器、样品台、运动模拟器、法兰接口。样品台上的样品处在电子、质子、太阳电磁辐射、高温或低温一种或多种环境中，进行单因素试验或综合辐射试验。本发明利用电子源、质子源、紫外辐射源、太阳模拟器等装置，通过调节样品台，使样品在一次试验中其他环境条件不间断的情况下同时受到电子辐射、质子辐射、紫外辐射、太阳电磁辐射的作用，实现空间环境在地面的综合模拟，能够为今后宇航材料、器件的筛选提供地面模拟环境。

摘要： 本发明公开了一种太阳质子事件峰值通量预测方法，涉及质子事件技术领域，包括以下步骤，S1，实时获取太阳高能质子数据；S2，根据能谱因子计算公式得到能谱因子Ri；S3，根据能谱因子Ri与F10的关系式lg(Ri)＝C+D*F10，利用最小二乘法得到常数C、D，同时根据相关系数计算公式得到相关系数rr；S4，根据质子事件最大值的预测值公式F10max＝(lg(Rmin)‑C)/D计算质子事件最大值的预测值F10max，S5，重复步骤S1‑S4，获得多个质子事件最大值的预测值，当连续X个质子事件最大值的预测值之间的相对误差小于P时，计算这X个质子事件最大值的预测值的平均值，以此实现对质子事件的峰值通量的预测值的计算。

摘要： 本发明公开了一种太阳质子事件峰值通量预测方法，涉及质子事件技术领域，包括以下步骤，S1，实时获取太阳高能质子数据；S2，根据能谱因子计算公式得到能谱因子Ri；S3，根据能谱因子Ri与F10的关系式lg(Ri)＝C+D*F10，利用最小二乘法得到常数C、D，同时根据相关系数计算公式得到相关系数rr；S4，根据质子事件最大值的预测值公式F10max＝(lg(Rmin)‑C)/D计算质子事件最大值的预测值F10max，S5，重复步骤S1‑S4，获得多个质子事件最大值的预测值，当连续X个质子事件最大值的预测值之间的相对误差小于P时，计算这X个质子事件最大值的预测值的平均值，以此实现对质子事件的峰值通量的预测值的计算。

摘要： 本发明公开了一种基于集成学习的太阳质子事件短期预报方法，包括：获取太阳耀斑，与太阳耀斑关联的CME和太阳黑子数据，对三种数据进行预处理，提取预处理后的数据的特征；将提取的数据的特征输入集成模型，输出最终的太阳质子事件预报结果；所述集成模型包括预先训练好的八个机器学习模型以及加权处理模块；八个机器学习模型包括：逻辑斯蒂回归(LR)，决策树(DT)，随机森林(RF)，自适应提升树算法(AdaBoost)，梯度增强提升树(GBDT)，极端梯度增强树(XGBoost)，K最近邻算法(KNN)和朴素贝叶斯算法(NB)；每个机器学习模型独立输出太阳质子事件预测结果；所述加权处理模块用于将八个机器学习模型输出的太阳质子事件预测结果按照权重进行加权处理。

摘要： 本发明提供一种太阳质子事件预警方法及系统、存储介质及终端，包括以下步骤：获取高能质子实时数据；基于所述高能质子实时数据，获取最新预设数量个预设时间区间中能量分别大于10MeV、50MeV和100MeV的高能质子的通量值；获取各个预设时间区间内的通量因子和能谱因子，并计算所述最新预设数量个预设时间区间内的平均通量因子和平均能谱因子；当最新预设时间区间内能量大于100MeV的高能质子的通量值大于预警通量值和/或所述平均通量因子大于所述平均能谱因子时，进行太阳质子事件预警。本发明的太阳质子事件预警方法及系统、存储介质及终端基于太阳质子事件的先兆特征来进行预警，准确度高，可靠性好。