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

分类： 核科学技术 >> 核科学技术其他学科 提交时间： 2024-05-07

刘利 牛胜利 左应红 朱金辉 zhuo jun li xiazhi

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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