1、隨著探月工程、火星探險(xiǎn)等深空探測(cè)任務(wù)的提出、實(shí)施，航天活動(dòng)在時(shí)間上的延長(zhǎng)、空間上的延伸，尤其是載人航天工程的開(kāi)展，深空輻射帶來(lái)的輻射危險(xiǎn)和防護(hù)問(wèn)題日益突出。本文圍繞著深空輻射損傷和防護(hù)問(wèn)題，系統(tǒng)地研究了深空輻射模型、粒子輸運(yùn)、輻射效應(yīng)和材料屏蔽，重點(diǎn)研究了高能重離子在介質(zhì)中的輸運(yùn)過(guò)程、能量轉(zhuǎn)移和能量沉積。研發(fā)了重粒子劑量計(jì)算軟件HID和深空輻射分析軟件PSR，研究了重離子在高聚物材料中損傷形成的徑跡結(jié)構(gòu)及其微劑量學(xué)實(shí)驗(yàn)特征。
　　

2、 本文分析研究了深空輻射場(chǎng)粒子的特點(diǎn)和模型，采用CREME-96模型得到了GCR的各種粒子譜分布，以特大太陽(yáng)粒子事件的擬合譜代表SPE質(zhì)子譜，獲得了不同來(lái)源空間輻射粒子的注量、譜分布。采用蒙特卡羅方法，運(yùn)用Geant4軟件工具包進(jìn)行程序編制，對(duì)粒子輸運(yùn)問(wèn)題進(jìn)行了深入研究；通過(guò)擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫(kù)、納入新的相互作用模型、建立新的功能模塊實(shí)現(xiàn)了粒子輸運(yùn)的能量沉積、能量轉(zhuǎn)移、等效劑量等輻射劑量學(xué)量的模擬計(jì)算、分析。采用軟件移植、封裝手段和操作界面優(yōu)化

3、設(shè)計(jì)，形成了兩個(gè)粒子輸運(yùn)軟件HID和PSR。HID軟件中引入了核碎裂模型，改進(jìn)了計(jì)算結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了重離子能量沉積、劑量等的準(zhǔn)確計(jì)算，通過(guò)對(duì)比高能碳離子和鐵離子在等效介質(zhì)中的能量沉積行為，發(fā)現(xiàn)碎裂核反應(yīng)對(duì)射線品質(zhì)因子有重要影響，并研究了次級(jí)粒子的劑量學(xué)特性。PSR經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)充和完善，實(shí)現(xiàn)了行星表面的輻射環(huán)境、粒子在大氣或行星磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)模擬，可為火星任務(wù)等深空探測(cè)提供輻射環(huán)境預(yù)估。這兩個(gè)軟件均實(shí)現(xiàn)了windows界面的操作方式，同時(shí)也可在

4、Linux下操作，滿足多層次任務(wù)的需求。
　　 通過(guò)基于Linux和MPI的并行模擬計(jì)算平臺(tái)，從次級(jí)碎片、人體關(guān)鍵器官劑量、中子場(chǎng)三個(gè)輻射防護(hù)量對(duì)典型空間輻射屏蔽材料的屏蔽性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，從三個(gè)方面得到了一致的結(jié)論：富氫元素材料在深空輻射防護(hù)中具有較好的屏蔽效果，對(duì)于深空中的重離子，厚度增加對(duì)提高屏蔽效率已經(jīng)不再具有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間的深空探測(cè)，深空輻射防護(hù)問(wèn)題十分嚴(yán)峻。
　　 從微觀層次對(duì)重離子的徑跡結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，以高聚