内部充电

通过使用 FASTRAD?，可用于剂量分析的统一几何模型也可用于内部充电分析
。反向蒙特卡洛步骤允许思考航天器的真实几何状态，同时维持合理的推算功夫
。

FASTRAD? 中的 3D 内部充电分析依赖于两种类型的仿照：用于推算电流密度和电荷沉积的蒙特卡洛粒子输运仿照，以及用于推算电势和电场的有限元分析
。对于后者，这两种步骤必要耦合进行
。

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入射电流密度

使用反向蒙特卡洛步骤推算入射电流密度，能够急剧鉴别对静电放电潜在敏感的元件，例如同轴电缆、PCB 或衔接器，从而在航天器的多个单元中进行筛选
。

• 鉴别航天器多个单元纸ī关键的组件
  。

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鉴别航天器多个单元纸ī关键的组件
。

能够使用表表映射来获取表表上的入射电流密度
。

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• 通过表表映射显示的 PCB 上的入射电流密度

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通过表表映射显示的 PCB 上的入射电流密度
。

也能够使用点探测器来获取特定地位的入射电流密度
。电流密度是针对点探测器地点表表表 180° 的视场进行估算的
。这只有通过使用反向蒙特卡洛步骤能力实现
。

电荷与剂量沉积率

推算内部充电产生的电势和电场必要电荷和剂量沉积率
。这些数据能够由均匀值提供，或通过映射提供
。

蒙特卡洛了局能够纪录在三种分歧类型的网格中：笛卡尔网格、圆柱网格和四面体网格
。

下面展示了在特定元件（如衔接器）上使用 3D 映射职能的示例
。电荷和剂量沉积率通过反向蒙特卡洛粒子输运步骤纪录在四面体网格中
。

• (a) 带衔接器的电子单元
  。(b) J03 衔接器特写
  。(c) 和 (d) 通过反向蒙特卡洛粒子输运获得的衔接器内部的电荷和剂量沉积率
  。

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(a) 带衔接器的电子单元
。(b) J03 衔接器特写
。(c) 和 (d) 通过反向蒙特卡洛粒子输运获得的衔接器内部的电荷和剂量沉积率
。

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随功夫变动的电荷与剂量率

能够对电荷和剂量率的大幼利用一个从 0 到 1 的系数
。该系数必须相对于静电仿照的功夫给出
。它可用于空间均匀散布或来自映射的电荷和剂量率
。它允许用户调造电荷和剂量率的大幼，以更好地暗示太空中的真实前提
。

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电场

FASTRAD? 能够推算并显示电介质内部或浮动导体上产生的 3D 时变电场
。

电势和电场在 3D 中使用有限元步骤推算
。此步骤必要 FASTRAD? 中创建的体网格
。通过反向或正向蒙特卡洛粒子输运推算出的电荷沉积率是推算电场的源项

Ｄ芄辉 3D 中显示电势和电场，以评估静电放电风险
。

• 同轴电缆中电场散布示例
  。

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同轴电缆中电场散布示例
。

获得电势和电场之前的先是推算以 C/m?/s 为单元的 3D 电荷沉积率
。同时推算沉积能量，用于辐射诱导电导率
。

通过求解 3D 电势来推算电场
。数值步骤可所以迭代法或直接法
。仿照可所以瞬态或稳态的
。必须分配电势的天堑前提
。当导体没有天堑前提且电气隔离时，它被视为浮动导体并可能带电
。

在运行 FEA 推算之前，必须选择电导率的步骤
。有多种步骤可用
。

凭据所选的导电率模型，将使用资料的属性
。设置电介质的温度和电导率有多种职能可用
。

FASTRAD? 而后推算电势和电场，并允许在 3D 中进行后处置
。若是选择瞬态仿照，则能够在每个功夫步显示电场的演变
。蕞大电势和电场值网络在了局文件中
。通过使用映射职能，也能够直接在 3D 了局中找达到到的蕞大值
。

• (a) 和 (b) 稳态电势散布
  。(c) 和 (d) 稳态电场散布
  。

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(a) 和 (b) 稳态电势散布
。(c) 和 (d) 稳态电场散布
。

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电导率

恒定与随功夫变动的温度

除了恒定模式表，还能够设置电介质的时变温度
。这将用于必要温度的导电率模型
。

此新职能在仅知路电介质温度时很有效，电导率随后将由 FASTRAD? 推算
。

用户自界说电导率：时变

能够使用蕴含资料时变电导率的两列文件
。此职能允许思考工作期间空间上的温度变动
。

用户自界说电导率：电场有关

能够使用蕴含资料电场有关电导率的两列文件
。此职能允许使用现有的作为施加电场函数的电导率丈量值
。

导出

静电推算中使用的电导率能够导出并在 3D 中进行后处置
。

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电容

在选项中，能够推算蕞后一个功夫步或稳态时电介质的电容
。

辐射防护

从低地球轨路到太空索求工作，辐射是确保乘员健康与安全的关键成分
。

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载人工作的辐射防护

FASTRAD? 可能推算用于评估身段、组织或特定器官所受辐射水平的放射学量
。因而，国 际放射防护委员会和国 际辐射单元与丈量委员会界说确当量剂量、有效剂量以及很多其他辐射量，都能够使用 FASTRAD? 针对任一辐射环境和任一几何模型进行估算
。

用户能够界说分歧的源类型：单能谱或多离子源
。

高能粒子（质子、电子、光子、中子、正电子、离子、α 粒子、氘核和氚核）的输运在 FASTRAD? 中通过正向蒙特卡洛步骤执行
。

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火星栖身地中的人体建模
。在此截面中，地面站被火星风化层穹顶覆盖
。FASTRAD? 可能仿照来自银河宇宙射线和太阳高能粒子的高能粒子输运
。

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FASTRAD? 仿照太阳高能质子对火星栖身地的辐照
。蓝线对应低级质子的轨迹，橙线和黄线别离对应次级中子和光子
。

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国 际空间站建模，低地球轨路工作
。FASTRAD? 可能仿照高能粒子（捕获粒子、GCR、太阳粒子）穿过空间站屏蔽层的输运过程，并估算乘员接管的剂量
。

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此职能的指标是蕞终优化屏蔽以治理对乘员的辐射风险
。载人工作的生掵周期能够依照 ALARA 准则进行设计
。例如，已对一个火星栖身地进行了映射，以估算在站内分歧地位接管的有效剂量当量
。

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火星栖身地中心
？榈挠成
。映射允许鉴别在辐射有关输出方面（此处为有效剂量当量）的关键区域
。

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