高空核爆炸背景下大气的电离过程及其影响研究

发布时间：2024-03-25 21:34

　　高空核爆炸背景下大气的电离过程十分复杂,核爆炸产生大量的X射线、γ射线、β射线和中子,这些都是电离源,对大气具有不同的电离效应。高空核爆炸缓发辐射对大气具有长时间的电离影响,从而改变电离层的电磁特性,影响电磁波的传播。X射线是高空核爆炸主要的瞬时电离源。X射线的能量沉积区域主要在爆点到80km高度,在70km高度截止。高空核爆炸X射线对数百千米范围内的大气产生了严重的电离影响,爆炸高度越高,影响范围越大。电子寿命随高度的降低而减小,80km高度的电子寿命只有约ms量级。γ射线和中子能量沉积峰值高度在约30km,截止高度在约20km。γ射线和中子对数千千米范围内的大气产生了严重的电离影响。康普顿电子的次级电离过程在时间上可以分为低能电子的产生、维持、消耗过程,消耗过程要慢于前两个过程。低空大气环境下低能电子产生后很快会与大气中的氧原子发生附着反应,生成负氧离子。缓发电离主要由核爆炸碎片的剩余核辐射引起。从碎片扩散过程出发,构建了与实际较为相符的体源模型。缓发γ射线产生的电子数密度峰值高度在90km-100km,缓发β射线产生的电子数密度峰值高度在约90km。高空核爆炸缓发电离主要影响MF...

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图2.1大气中O2数密度分布

图2.1大气中O2数密度分布图2.2大气中O数密度分布

图2.2大气中O数密度分布

第9页图2.2大气中O数密度分布球上植物所必需的养份，也是大气中含量最高的物质，氮在大气中也主要以分子态的形式出现，原子态的氮在高但其数密度一般要比氮分子数密度低数个量级。海平面高.0×1019cm-3[41]，随着高度的增加氮分子的数密度急剧减小，.2×1012c....

图2.3大气中N2数密度分布

图2.3大气中N2数密度分布温度分布按高度划分的，其温度轮廓[41]如图2.4所示。在地面，地区一般白昼温度为290K。随着高度的增加，温度下15km高度时温度即下降到约210K的极小值。赤道地，温度为190K。两极地区在约8km达到200K....

图2.4大气平均温度随高度分布

图2.3大气中N2数密度分布气温度分布是按高度划分的，其温度轮廓[41]如图2.4所示。在地面，温度地区一般白昼温度为290K。随着高度的增加，温度下降约15km高度时温度即下降到约210K的极小值。赤道地区值，温度为190K。两极地区在约8km达....

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