高空核爆炸背景下大气的电离过程及其影响研究

摘要

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和HF波段通讯，对VHF及微波波段影响较小。

目录

声明

第一章 前言

1.1研究背景

1.2 研究工作

第二章 高空环境与高空核爆炸现象

2.1 高空大气环境

2.2 高空核爆炸现象

第三章 高空核爆炸X射线对大气的电离过程研究

3.1高空核爆炸X射线辐射

3.2 高空核爆炸X射线辐射电离过程

3.3 本章小结

第四章 高空核爆炸瞬发γ射线对大气的电离过程研究

4.1高空核爆炸瞬发γ射线辐射

4.2γ射线对大气的电离作用

4.3 高空核爆炸瞬发γ射线辐射电离模型

4.4 高空核爆炸瞬发γ射线辐射电离过程

4.5 本章小结

第五章 高空核爆炸瞬发中子对大气的电离过程研究

5.1 高空核爆炸瞬发中子

5.2 中子与物质相互作用

5.3 高空核爆炸瞬发中子对大气的电离结果分析

5.4 本章小结

第六章 高空核爆炸缓发辐射电离影响分析

6.1 高空核爆炸碎片云运动模型

6.2 高空核爆炸缓发γ射线辐射

6.3 高空核爆炸缓发γ射线对大气的电离影响

6.4 高空核爆炸缓发β射线辐射

6.5 高空核爆炸缓发β射线对大气的电离影响

6.6 高空核爆炸缓发辐射对大气总的电离影响

6.7 本章小结

第七章 高空核爆炸对电磁波传播的影响分析

7．1 电磁波在等离子体中传播的WKB方法

7.2 高空核爆炸缓发辐射电离对无线电通信的吸收计算

7.3 本章小结

第八章 总结与展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果