种子电子输入对辐射带高能电子时空变化的影响

发布时间：2021-08-27 03:50

　　许多年来地球磁层是令人类充满幻想的神秘空间。近年随着人类空间活动和航天探测器的增加,例如,美国的RBSP项目、SAMPEX卫星等,人类加快了对地球内磁层高能粒子的分布及其动力学演化过程的研究。辐射带自1958年被发现以来,就因其内部的高能粒子快速而剧烈的变化过程,以及大量在役航天器材运行其中而受到广泛的关注。由于围绕着外辐射带带电粒子迅速而多变的演化过程存在着许多科学现象有待揭示,并且外辐射带高能粒子可对在轨航天器以及宇航员产生重大危害,推动着人类继续深入探索地球辐射带高能电子演化的动力学过程,主要涉及到高能电子的加速过程、损失过程以及输运过程。辐射带中的一部分高能电子很可能来源于亚暴爆发期间被加速注入到地球磁层的能量约为数十到数百Kev磁尾粒子,我们通常称之为种子电子。种子电子只有通过一系列物理过程才能获得能量从而成为辐射带高能粒子,常被提及的加速过程包括:径向扩散向地球方向输运电子;与合声波发生回旋共振从而加速等。同时这些被注入到内磁层的种子电子也可能会经历一系列损失能量的物理过程,其中较为有代表性的如径向扩散向背离地球方向输运电子和与嘶声波、电磁离子回旋波的回旋共振过程。本文前部... 

【文章来源】：长沙理工大学湖南省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

地球磁层的基本结构

图 1.2 内磁层带电粒子捕获区示意图[5]1.1.1 辐射带辐射带区域于 1958 年被 VanAllen 所发现，故也称为范艾伦辐射带[6]。区域主要捕获的是能量大于 100keV 的高能电子和质子。辐射带由一个较低密度区域即槽区划分为内辐射带和外辐射带[7]，内、外辐射带空间分布的中置分别约为 1.5ER 和 4-5ER （ER 为地球半径）。虽然内、外辐射带同样充高能电子和质子，却表现出了截然不同的演化特性。内辐射带相对稳定只有间尺度的演化过程；外辐射带则相对活跃，对太阳活动及行星际波扰动等表了剧烈而复杂的演化过程[8,9]，在个别情况下外辐射带的内边界甚至可以深入内辐射带[10]。

第一章 绪论在磁暴期间，环电流粒子可以在几小时内增加 1-2 个数量级，与此同时，环电流向内收缩其内边缘可达到 2.5ER 的位置。环电流粒子成分在平静期和磁扰期也有很大差别。环电流区域内的高能带电粒子可通过电荷交换碰撞的方式失去电荷成为中性高能原子，这些高能的中性原子不会受到地磁场的束缚，故可以通过接收这些高能中性原子来为环电流成像。下图为通过追踪高能中性原子从而探测环电流分布及其在磁暴期间的变化特性成像实例。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of seed electron injection on chorus-driven acceleration of radiation belt electrons[J]. YAN Qi,SHI LiQing,LIU SiQing.  Science China（Technological Sciences）. 2013(02)
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本文编号：3365591