高海拔地区广延大气簇射过程模拟与分析

发布时间：2024-05-18 08:38

　　研究了初始高能质子和电子入射条件下的广延大气簇射,当高能质子与电子穿越大气层时与大气组分发生相互作用,产生次级粒子,次级粒子能量足够高时会在向下飞行时再次发生碰撞,产生新的次级粒子,从而形成级联簇射.由于宇宙线初始能量极大,甚至可达10²⁰ eV,故其经广延大气簇射过程到达地表时粒子可能对地表电网等设施造成恶劣影响,因而该现象越发引起研究者的重视.利用蒙特卡洛方法模拟分析了到达高海拔近地观测面的簇射射线中所包含的主要粒子种类、各种类粒子所占份额及其横向分布情况.所得模拟结果为进一步分析其对高海拔地区高压电网及敏感电气设施的安全防护奠定理论基础.

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1大气密度与海拔高度的关系

ρ(h)=-0.10865h7+0.41028h6-0.3282h5-0.66814h4+0.38578h3+0.09223h2-0.21593h+0.03505,(1)其中h为某处的海拔高度,单位为km,ρ为该处的大气密度,单位为kg/m3.大气密度....

图2广延大气簇射过程

高海拔地区大气密度较低,EAS产生的次级粒子的衰减较弱因而对地表设备造成的影响更为明显.选取拉萨地区作为研究地点,该区域参数如下:东经91.1°,北纬29.6°,地表高度3650m,地磁场场强为49.616μT,磁倾角为46.20°,磁偏角为0.07°.采用蒙特卡洛....

图3次级粒子数目随大气深度的变化

图3和图4分别给出了初级粒子为负电子、初始能量为1TeV的簇射过程中次级粒子数目和粒子能量随大气深度的变化规律.可见:1)广延大气簇射过程中,因其簇射过程具有一定的随机性,次级粒子数量变化有所波动,但是次级粒子数量的总趋势为先增加后减少;2)次级粒子中,γ线的数量占绝大多数,....

图4次级粒子能量随大气深度的变化

图3次级粒子数目随大气深度的变化图5和图6分别给出了初级粒子为电子、初始能量为1EeV的簇射级联过程中次级粒子数目和粒子能量随大气深度的变化规律.对比图4与图5和图6可以看出,当初级粒子初始能量增大时,次级粒子的种类会增加,出现π介子和μ子;而且会有更多数量、更多种类以及更高....

本文编号：3976717