RAMSEES: Un modelo del entorno radiativo atmosférico basado en la simulación Geant4 de lluvias de partículas extensas
Autores: Cintas, Hugo; Wrobel, Frédéric; Ruffenach, Marine; Herrera, Damien; Saigné, Frédéric; Varotsou, Athina; Bezerra, Françoise; Mekki, Julien
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
RAMSEES: Un modelo del entorno radiativo atmosférico basado en la simulación Geant4 de lluvias de partículas extensas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Dispositivo
Reducción de escala
Componentes electrónicos
Fallos
Electrónica a bordo de aviones
Efectos de Eventos Únicos (SEE)
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
La reducción del tamaño de los componentes electrónicos ha dado lugar a la necesidad de considerar fallos específicos en la electrónica a bordo de los aviones. Los Efectos de Evento Único (SEE) son un tipo de fallos que ocurren debido a la radiación en la atmósfera. Con el fin de garantizar la fiabilidad electrónica a bordo, existe una clara necesidad de nuevas herramientas para predecir la tasa de SEE, tanto a altitudes de aviación como a nivel del suelo. En este trabajo, desarrollamos una nueva herramienta: RAMSEES (Modelo Atmosférico de Radiación para la Simulación de SEE), que simula el entorno radiativo atmosférico inducido por rayos cósmicos. Este fenómeno multiescala y multifísico se simula utilizando el kit de herramientas Geant4, lo que permite la creación de una base de datos para caracterizar el entorno de radiación en la atmósfera en función de la altitud. Mostramos la necesidad de simular partículas de muy alta energía, como protones espaciales de 100 TeV, porque son el principal contribuyente de radiación a altitudes de aviación así como a nivel del suelo. Nuestro enfoque muestra una buena concordancia con los datos experimentales, las normas y otros modelos, y también señala algunas discrepancias, especialmente por debajo de 18 km de altitud. RAMSEES puede ser la base de la estimación de la tasa de SEE desde el nivel del suelo hasta la estratosfera, en cualquier posición y momento dados.
Descripción
La reducción del tamaño de los componentes electrónicos ha dado lugar a la necesidad de considerar fallos específicos en la electrónica a bordo de los aviones. Los Efectos de Evento Único (SEE) son un tipo de fallos que ocurren debido a la radiación en la atmósfera. Con el fin de garantizar la fiabilidad electrónica a bordo, existe una clara necesidad de nuevas herramientas para predecir la tasa de SEE, tanto a altitudes de aviación como a nivel del suelo. En este trabajo, desarrollamos una nueva herramienta: RAMSEES (Modelo Atmosférico de Radiación para la Simulación de SEE), que simula el entorno radiativo atmosférico inducido por rayos cósmicos. Este fenómeno multiescala y multifísico se simula utilizando el kit de herramientas Geant4, lo que permite la creación de una base de datos para caracterizar el entorno de radiación en la atmósfera en función de la altitud. Mostramos la necesidad de simular partículas de muy alta energía, como protones espaciales de 100 TeV, porque son el principal contribuyente de radiación a altitudes de aviación así como a nivel del suelo. Nuestro enfoque muestra una buena concordancia con los datos experimentales, las normas y otros modelos, y también señala algunas discrepancias, especialmente por debajo de 18 km de altitud. RAMSEES puede ser la base de la estimación de la tasa de SEE desde el nivel del suelo hasta la estratosfera, en cualquier posición y momento dados.