临近空间核爆炸X射线能注量空间分布的模拟计算

发布时间：2021-09-23 12:54

　　计算了不同爆高下临近空间核爆炸的裸核区半径和裸核区内的能量沉积份额,分析了裸核区对X射线能注量空间分布的影响。结果表明,当量一定时,裸核区半径随爆高增大而增大,但在爆高达到一定高度后,裸核区半径不再随爆高有明显变化;爆高一定时,裸核区半径随当量增加而增大。将裸核区半径作为新的球形源半径,将核爆炸X射线总能量减去裸核区中沉积的能量作为新的球形源总能量,利用蒙特卡罗方法计算得到了临近空间核爆炸X射线能注量的空间分布。结果表明,在爆高小于60 km时,爆心周围3 km内核爆炸X射线能注量在爆心上下的分布明显不对称;爆高一定时,随着爆心距的增加,测点处X射线的能谱变硬。 

【文章来源】：现代应用物理. 2020,11(01)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

不同爆炸当量Q下,水平方向上裸核区

爆炸当量为1.0 Mt,不同黑体温度T下,水平方向上

图3为不同爆炸当量Q下,水平方向上裸核区能量沉积份额q随爆高h的变化曲线。由图3可见,爆炸当量一定时,爆高越高,裸核区中沉积的能量份额越少。爆高一定时,当量越小,裸核区能量沉积份额越小。在爆高为0～10 km的底层大气中,X射线的能量几乎全部沉积在裸核区中,此时,X射线的能量几乎全部用于电离爆心周围的空气,无法有效向外输运。在爆高大于90 km的高层大气中,X射线的能量只有很少一部分沉积在裸核区中,大部分能量透过裸核区传输至更远的地方。造成该结果的原因是底层大气密度远大于高层大气密度,因此,在底层大气中X射线的自由程远小于高层大气中的自由程,X射线在底层大气中的沿程能量损失远高于高层大气中的相应值,在高层大气中X射线会穿透稀薄的空气向远处传播,而在底层大气中X射线无法穿透稠密的大气,大部分能量就地沉积在爆心周围的裸核区中。表1给出了爆炸当量为1.0 Mt、黑体温度为1.5 keV时,3种典型场景下水平方向的裸核区参数。经计算,表1中X射线谱中的光子总数为6.44×1030 。


本文编号：3405743