分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 反向蒙特卡罗方法(AMC/RMC)是Geant4中一个强有力的偏置技术.粒子产生于包含灵敏体的反向界面并在几何体中被反向追踪直至外界面或溢出能量阈值,其计算时间只集中于对结果有贡献的粒子径迹.与正向蒙特卡罗方法(FMC)相比,RMC更高效,特别是当灵敏体远小于几何体其他部分和外界面时,其优势更明显. 通过RMC与FMC的比较,验证了 RMC应用于卫星辐射剂量分析的准确性.RMC与SHIELDOSE2和SSAT 的比较说明了 RMC是高精度卫星辐射剂量的优选方法.
分类: 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 分类: 信息科学与系统科学 >> 信息科学与系统科学基础学科 分类: 数学 >> 数学(综合) 提交时间: 2017-11-26
摘要: 大气对红外辐射传输的影响引起的红外成像灰度变化,是红外目标跟踪应用需要应对的问题。本文的研究目的是对红外成像灰度变化规律进行李群建模,对设计高效、鲁棒的目标跟踪算法有重要意义。首先分析了红外辐射传输模型,并结合红外成像机理,得到红外成像灰度变化模型。进一步从理论上证明了大气影响下红外成像灰度变化规律符合李群结构,提出了红外图像灰度动态变化的一种非欧数学表征。最后根据红外成像灰度变化模型对不同环境下采集到的外场实验数据进行拟合,回归分析结果表明了该模型的准确性,进而说明了本文对红外成像灰度变化规律进行李群表达的合理性。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 采用中国中地球轨道卫星在太阳活动下降相到上升相的高能电子探测数据,首次分析研究了该轨道高能电子环境的空间分布、通量强度、时序变化以及对地磁暴活动响应的特性.结果表明,中地球轨道高能电子的空间分布范围稳定,电子通量强度随能量升高而下降;中地球轨道高能电子环境是一个在不同时间尺度上剧烈变化的动态系统,该系统可能间歇性地出现27天重现性变化,该系统变化受地磁暴事件调制,但其对磁暴的响应呈现出非线性特征.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-04-22
摘要: AURIC是由美国计算物理公司CPI与空军Phillips实验室联合开发的中高层大气紫外-可见光-近红外气辉辐射传输模型, 是目前唯一用来进行中高层大气气辉辐射模拟研究的通用模型. 基于MODTRAN模型的理论, AURIC可以进行80 km高度以上的辐射传输模拟并将辐射波段扩展到远紫外波段(80 nm). 目前, CPI公司只面向全球发布了AURIC v1.2软件封装包, 其只能进行2000年以前的单点计算, 不适用于批量的中高层大气辐射模拟, 更不能用于星上大气成分的批量反演. 本文利用Matlab对AURIC v1.2地磁参数模块、大气电子密度模块、大气温度及各种中性气体成分密度模块进行了替代, 将更新模块与原有的辐射计算模块相结合, 将AURIC v1.2更新为AURIC-2012模型, 其可以批量地进行全球的大气辐射传输模拟, 可以与星载测量数据相结合进行中高层大气成分的批量反演, 如O/N_2、电子密度等, 同时也为模型辐射计算模块的进一步改进和辐射机制的参数更新奠定基础. 基于AURIC-2012模型, 进行了气辉临边柱辐射强度模拟和体辐射率计算, 并将结果分别与GUVI柱辐射强度和TIDI体辐射率实测值进行了比较, 得到两者峰值的模拟平均相对误差都小于20%. 最后,利用AURIC-2012对气辉临边柱辐射强度随纬度和高度的分布进行了二维模拟, 并基于模拟对昼、夜气辉辐射强度分布特性及影响因素进行了分析.
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2020-04-13 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 本文利用公开数据研究了PSR J1906+0746的主脉冲和中间脉冲的辐射特征。通过对各段时期的平均脉冲轮廓进行高斯拟合,得到了对应的10%峰值脉冲宽度和峰值流量密度,进而研究了其与碰撞角之间的关系。结果表明主脉冲辐射束的主要可见部分可由一束有确定磁经度角范围的磁流管产生,而中间脉冲则来自于环绕磁轴的磁力线上的辐射。现有的扇形束模型可以较好的解释主脉冲的特征,但难以解释中间脉冲的辐射特征。中间脉冲的特征要求改进扇形束模型,在假设磁轴四周的磁力线均有辐射的情况下,通过合理选择模型参数来模拟观测到的条形辐射束。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2023-09-04 合作期刊: 《核技术》
摘要: 航天集成电路是空间电子系统的核心部件,抗辐射加固技术是保障航天集成电路在空间环境可靠工作的核心技术。随着电路特征尺寸缩小至纳米尺度,单粒子效应逐渐成为制约航天集成电路抗辐射能力的最主要因素。北京微电子技术研究所团队以设计加固方式作为航天集成电路抗辐射研制技术路线,基于在重离子加速器上获取的大量单粒子试验数据,提出新工艺新器件的单粒子效应试验评估新方法,开展测试分析技术和辐射效应规律研究,为加固技术研究提供准确基础信息,检验设计加固技术有效性,揭示单粒子辐射损伤机制,为优化加固提供指导,最终形成高可靠、长寿命航天集成电路产品提供了关键支撑。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2023-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 由于沙尘气溶胶散射和吸收机制的复杂性,目前还没有成熟的可应用于沙尘天气的大气长波辐射反演算法。通过对比分析常见的沙尘、城市、乡村、海洋气溶胶对大气长波辐射强迫和MO⁃DIS通道辐亮度影响的基础上,提出利用气溶胶光学参数对线性模型进行修正,构建了适用于沙尘气溶胶条件下的大气长波辐射估算模型,并利用黑河流域4个观测站点(花寨子荒漠站、混合林站、黑河遥感站和张掖湿地站)实测数据对模型的应用能力进行检验。结果表明:4个站点遥感反演的大气长波辐射均方误差为17.1~20.4 Wm-2,偏差为-12.3~-1.8 Wm-2。由于考虑了沙尘气溶胶的光学厚度变化和辐射强迫效应,修正后的模型可显著提高沙尘气溶胶影响下大气下行辐射的反演精度,减少长波辐射应用中的不确定性,对干旱区地表能量收支研究提供了重要参考。
分类: 天文学 提交时间: 2023-07-14 合作期刊: 《天文学报》
摘要: 日球边界射电辐射是太阳系最强的射电辐射现象, 辐射功率至少达10$^{13}$\;W, 能够提供日球边界附近高能电子束和背景磁等离子体结构的重要物理信息. 自1983年旅行者号卫星首次探测到日球边界射电辐射后, 其便受到研究者们的广泛持续关注. 日球边界射电辐射大致有两类: 辐射频率相对较高的瞬时辐射或称漂移辐射以及辐射频率相对较低的持续辐射或称非漂移辐射. 通常两类辐射都从大约2\;kHz开始, 漂移辐射具有向高频率漂移的特征, 频漂率约为1--3\;kHz/yr, 频率范围1.8--3.6\;kHz, 持续时间较短大致100--300 d; 非漂移辐射没有明显的频率漂移, 频率范围1.8--2.6\;kHz, 持续时间较长大致3 yr. 目前普遍认为日球边界射电辐射与激波有关. 介绍了该射电辐射可能的辐射产生源区、辐射物理机制以及与辐射相关的激波来源, 并且讨论了尚存在的科学问题以及展望了未来可以进一步开展的研究.
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-05-24 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 采用间断有限元法(Discontinuous finite element method, DFEM)求解一维散射性介质内矢量辐射传输问题。推导了散射性介质内矢量辐射传输方程的间断有限元离散格式,空间离散采用间断有限元离散将求解域划分为相互独立的单元,角度离散在传统的均匀分段光滑近似(Piecewise Constant Approximation, PCA)角度离散基础上进行局部加密以得到关键方向上的数值解。采用两个稳态矢量辐射传输算例对间断有限元法求解矢量辐射传输方程的正确性和计算效率进行了验证,在此基础上拓展间断有限元法应用于求解散射性介质内瞬态矢量辐射传输方程,将随着时间推移过程中的瞬态辐射信息和最终的稳态结果相比较验证了本文方法的正确性。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2023-06-02
摘要: 银纳米团簇(AgNCs)是一种与分子性质相似的新型纳米材料,它具有独特的应用前景。通过将AgNCs与不同的基体材料结合制备AgNC复合材料,可以极大的扩展AgNCs的应用范围。利用辐照技术,我们开发了一种简单的两步法制备银纳米团簇复合材料的合成方法。首先,将聚丙烯酸(PAA)链接枝到PE薄膜表面得到固体模板(PE-g-PAA)。随后,在模板材料表面原位还原银离子,得到AgNC复合材料(AgNCs@PE-g-PAA)。通过调整反应条件,可以很容易地控制AgNCs在复合膜上的负载程度。负载的AgNCs被锚定在PAA的羧基上并包裹在接枝链中。AgNCs的粒径仅为4.380.85 nm,粒径分布非常均匀。AgNCs@PE-g-PAA表现出AgNCs的荧光特性。AgNCs@PE-g-PAA的荧光很容易被Cr3+离子猝灭。该复合材料可作为荧光试纸,实现对Cr3+的目视检测。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 捕获在天体磁场中的高能电子激发的回旋脉泽辐射是天体射电辐射的一个重要机制,被广泛应用于解释各种非热射电辐射现象,特别是时标的相干射电爆发现象。以往的研究中,激发脉泽辐射的源就是高能电子具有各向异性的速度分布。然而,观测显示太阳和其他天体的高能电子常常呈现具有低能截止行为的幂律谱分布。计算了温度各向异性分布和具有低能截止行为的温度各向异性分布驱动的回旋脉泽不稳定性的生长率,结果显示,幂律谱电子的低能截止行为对回旋脉泽辐射具有重要的影响。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 地表太阳辐射是地球表层主要能量来源,对地表能量平衡、能量交换以及生态水文过程等具有决定性意义。山区地形复杂,其地表太阳辐射时空差异较大且较难估算。采用适用于山区的地表太阳辐射模型对西北昆仑山提孜那甫河流域地表太阳辐射时空分布进行了估算,分析了该流域季节太阳辐射空间分布规律并探讨了地形和云2个重要因素对太阳辐射空间分布的影响。结果表明(: 1)地形因子中周围地形阻挡即地形开阔度(Sky view factor,SVF)与年总太阳辐射的关系最为显著,太阳辐射随SVF增加而增加。(2)年总太阳辐射随着高程增加首先减少,再而随之增加。探究SVF随高程的变化,发现其与太阳辐射随高程的变化趋势较为一致,因此在山区复杂地形下地表太阳辐射估算中仅利用高程对其校正存在明显不足,需综合考虑地形效应。(3)研究计算了季节云出现频率空间分布与太阳辐射空间分布的相关系数,结果表明夏季太阳辐射受云影响较其他季节显著。定量分析了地形因子以及云对地表太阳辐射空间分布影响的贡献率,周围地形阻挡 SVF对地表太阳辐射空间分布的影响最大,高程和云次之。因此综合考虑地形和云对太阳辐射的影响在山区太阳辐射模拟中是非常必要的,研究可为山区地表太阳辐射模拟提供理论依据,并为山区生态水文过程研究提供方法支撑。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-10-11 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 利用分析法研究了具有磁辐射的两成分模型(壳层和中子超流体)的脉冲星在可变的磁辐射制动力矩的作用下,两成分自旋角速度随时间的长期变化。给出了具有磁辐射两成分模型的藕合方程组的分析解。理论结果给出两成分模型在外力可变的磁辐射制动力矩的作用下,自旋角速度随时间长期减慢。利用所得的分析解对具有磁辐射的两成分模型蟹状星云脉冲星(PSR0531+21)(Crab)在磁辐射力矩可变的情况下做了数值计算。并讨论了所得的理论和数值结果。结果表明,蟹状星云脉冲星(PSR0531 +21)在磁辐射制动力矩的作用下,壳层自旋角速度随时间的长期减速每年为一0. 245 s
分类: 天文学 提交时间: 2023-07-14 合作期刊: 《天文学报》
摘要: 太阳射电爆发(Solar Radio Burst, SRB)是太阳高能电子与背景等离子体相互作用产生的感应辐射现象, 其多样的动力学谱类型及其复杂的精细结构反映了辐射源区磁等离子体结构状态丰富的物理信息, 而相关辐射机制则是解读相关物理信息的关键工具. 长期以来, 在SRB辐射机制的研究中一直存在着争议不决的两种主要机制, 即等离子体辐射机制和电子回旋脉泽(Electron Cyclotron Maser, ECM)辐射机制. 近年来, 针对传统的ECM辐射机制应用到SRB现象时遇到的一些主要困难, 发展了由幂律谱电子低能截止驱动和包含快电子束自生阿尔文波效应的新型ECM驱动模型, 并成功应用于解释各类不同SRB动力学谱的形成机制. 基于这些新型的ECM辐射模型, 系统地总结了ECM辐射机制在各种不同类型SRB现象中的应用, 并对它们不同动力学谱结构的形成给出了一致统一的物理解释.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-04
摘要: 在近地空间(LEO)和深空探测中,航天员遭受的辐射风险主要来自于银河宇宙线(GCR)照射.银河宇宙线的辐射剂量是航天员辐射风险评价的基础.国际放射防护委员会(ICRP)于2013年提出了新的航天员空间辐射剂量估算方法,以更准确给出空间重离子辐射的剂量.基于此方法,开发了宇宙线粒子在物质中输运的蒙特卡罗程序,并在程序中实现用中国成年男性人体数字模型来仿真航天员.采用该程序计算了粒子(Z=1~92)各向同性照射航天员时器官的通量-器官剂量转换因数,并估算出航天员在近地轨道空间受银河宇宙线辐射的剂量.
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2020-09-03 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 2020年6月21日,我国境内发生了日环食,环食带经过西藏、四川、重庆、湖南、江西、福建和台湾,我国其他地方可见日偏食。深圳市天文台的太阳望远镜观测了日偏食的整个过程,同时,基地内的气象设备观测了太阳辐射、温度、湿度和气压等气象参素。日食期间太阳观测和气象要素观测的分析结果表明:(1)从日食初亏到食甚,太阳辐射、温度和气压均有下降,随后缓慢上升,受天气条件影响,极小值时刻相对于食甚时刻有滞后,其中,太阳辐射滞后1.37分钟,温度滞后6.37分钟,气压滞后10.37分钟;(2)从初亏到食甚,相对湿度先上升到极大值,然后持续33分钟,随后下降,极大值时刻相对于食甚时刻滞后6.37分钟;(3)对比日食前后两天气象要素变化,日食时太阳辐射、温度和相对湿度的变化率约比没有日食时高1个数量级,气压的变化率相差不大;(4)日食期间,日面相对强度和气象要素之间有很好的相关性,相关系数分别达0.95、0.89、-0.82和0.75。
分类: 核科学技术 >> 核仪器、仪表 提交时间: 2023-09-06
摘要: 上海光源BL02U2线站已经安装了两台德国HUBER公司的衍射仪,为了进一步满足用户对掠入射衍射实验方法的需求,在两台衍射仪之间安装了一台新的掠入射衍射仪。本文介绍了掠入射衍射仪的整体方案,并针对高精度重载大行程位移台、探测器三维调节平台、样品台系统、控制系统等重要模块进行了详细的论述。实现了三台衍射仪的兼容运行,并以MoS2样品为例介绍了掠入射衍射仪的典型实验结果。目前该掠入射衍射仪已经稳定运行超过2年,完善了上海光源的掠入射衍射实验条件,为材料表面科学研究提供了更丰富的实验平台。
分类: 物理学 >> 核物理学 提交时间: 2023-09-04 合作期刊: 《核技术》
摘要: 空间环境中存在大量的高能粒子,单个高能粒子穿过航天器壳体轰击到电子器件,引发器件逻辑状态翻转、功能异常等单粒子效应,进而影响航天器的可靠运行和任务达成。基于地面加速器辐照试验模拟空间单粒子效应是评估电子器件在空间应用时发生单粒子错误风险的重要手段,只有其抗单粒子效应的指标符合宇航应用要求的器件才能在航天器中使用。航天器面临的空间辐射粒子主要是重离子和质子,它们诱发的单粒子效应也最为显著。开展宇航器件单粒子效应地面模拟试验主要依托重离子加速器和质子加速器,为满足单粒子试验需求,需要研发大面积束流扩束及均匀化、高精度束流快速诊断等技术,以及满足大批量试验任务需求的高效试验终端,重点介绍中国原子能科学研究院的基于加速器的重离子单粒子效应模拟试验技术、质子单粒子效应模拟试验技术和用于器件辐射损伤敏感区识别的重离子微束技术,以及上述技术在宇航器件单粒子效应风险评估中的应用。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2023-06-07 合作期刊: 《天文学进展》
摘要: 星系团中的弥散辐射通常以位于中心区域的射电晕或周围区域的射电遗迹形式存在。根据星系团弥散辐射的陡谱特性,通过宽带低频射电波段的观测,能够得到其中射电晕及射电遗迹的频谱特征,从而帮助理解星系团的形成与演化过程。通过分析默奇森宽场阵列 (Murchison Widefield Array, MWA)、澳大利亚望远镜阵列 (Australia Telescope Compact Array, ATCA)在射电波段对位于红移 z = 0.098 的星系团 SPT J2201-5956 和位于 z = 0.232 的星系团 SPTJ2023-5535 的观测数据,得到了对应两个星系团的弥散辐射特性。分析结果表明 SPT J2201-5956 中弥散辐射的谱指数为 −1.68+0.27−0.27,其来源可能为星系团中的死亡星系;SPT J2023-5535中弥散辐射的谱指数为 −1.21+0.02−0.02,且其辐射位于星系团的中心区域,因此可以认为该星系团中的弥散源是射电晕候选体。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2019-09-18 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 使用了一个具有(准)同时性宽带能谱数据的Fermi耀变体样本,对其进行了同步和逆康普顿峰峰值参量、康普顿主导以及高能谱指数等参量之间的相关性分析。以获得耀变体整体和子类相关性之间差异来源、耀变体喷流中粒子冷却的主导机制,和电子能谱形状等方面的解释。分析结果表明耀变体的整体相关性至少有部分来自于平谱射电类星体和BL Lac天体由于物理性质不同而在参数平面上具有不同分布区域这一特性贡献,因此针对两个子类的相关性分析是必需的。BL Lac天体为快冷却机制。谱指数图的结果支持对数抛物线形状的电子能谱。