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基于碎片云运动模型的缓发γ射线电离大气蒙特卡罗模拟

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Monte Carlo simulation of delayed γ-rays ionizing the atmosphere based on debris motion model

摘要: 高空核爆炸碎片云释放出的缓发γ射线在高空非均匀大气的输运过程中电离大气,使得电离层中电子数密度剧增,进而影响途径电离层的无线电通信链路。为了准确描述随时空演化的缓发γ射线源电离大气过程,首先建立高空核爆炸碎片运动演化的流体力学模型,然后根据碎片云运动参数建立缓发γ射线分层等效体源模型,最后采用蒙特卡罗方法模拟缓发γ射线在高空大气中输运并电离大气的过程。针对碎片云形状随时间不断演化特性,采用辐射源分层抽样的方法得到缓发γ射线的初始位置。针对大气密度随高度指数衰减的特性,采用质量厚度抽样方法简化计算模型。结果表明:碎片云形状对缓发γ射线电离大气范围和强度存在明显影响。兆吨级高空核爆炸缓发γ射线电离大气范围可达千公里以上。当爆高不变当量增加时,碎片云高度和水平半径增大,缓发γ射线电离大气范围和强度有所增大。当当量不变爆高增加时,碎片云高度和水平半径增大,缓发γ射线电离大气范围增大,但强度有所降低。

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[V1] 2024-05-07 18:10:29 ChinaXiv:202405.00044V1 下载全文
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