研究了初始高能質子和電子入射條件下的廣延大氣簇射,當高能質子與電子穿越大氣層時與大氣組分發(fā)生相互作用,產生次級粒子,次級粒子能量足夠高時會在向下飛行時再次發(fā)生碰撞,產生新的次級粒子,從而形成級聯(lián)簇射.由于宇宙線初始能量極大,甚至可達10²⁰ eV,故其經(jīng)廣延大氣簇射過程到達地表時粒子可能對地表電網(wǎng)等設施造成惡劣影響,因而該現(xiàn)象越發(fā)引起研究者的重視.利用蒙特卡洛方法模擬分析了到達高海拔近地觀測面的簇射射線中所包含的主要粒子種類、各種類粒子所占份額及其橫向分布情況.所得模擬結果為進一步分析其對高海拔地區(qū)高壓電網(wǎng)及敏感電氣設施的安全防護奠定理論基礎.

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【部分圖文】：

圖1大氣密度與海拔高度的關系

ρ(h)=-0.10865h7+0.41028h6-0.3282h5-0.66814h4+0.38578h3+0.09223h2-0.21593h+0.03505,(1)其中h為某處的海拔高度,單位為km,ρ為該處的大氣密度,單位為kg/m3.大氣密度....

圖2廣延大氣簇射過程

高海拔地區(qū)大氣密度較低,EAS產生的次級粒子的衰減較弱因而對地表設備造成的影響更為明顯.選取拉薩地區(qū)作為研究地點,該區(qū)域參數(shù)如下:東經(jīng)91.1°,北緯29.6°,地表高度3650m,地磁場場強為49.616μT,磁傾角為46.20°,磁偏角為0.07°.采用蒙特卡洛....

圖3次級粒子數(shù)目隨大氣深度的變化

圖3和圖4分別給出了初級粒子為負電子、初始能量為1TeV的簇射過程中次級粒子數(shù)目和粒子能量隨大氣深度的變化規(guī)律.可見:1)廣延大氣簇射過程中,因其簇射過程具有一定的隨機性,次級粒子數(shù)量變化有所波動,但是次級粒子數(shù)量的總趨勢為先增加后減少;2)次級粒子中,γ線的數(shù)量占絕大多數(shù),....

圖4次級粒子能量隨大氣深度的變化

圖3次級粒子數(shù)目隨大氣深度的變化圖5和圖6分別給出了初級粒子為電子、初始能量為1EeV的簇射級聯(lián)過程中次級粒子數(shù)目和粒子能量隨大氣深度的變化規(guī)律.對比圖4與圖5和圖6可以看出,當初級粒子初始能量增大時,次級粒子的種類會增加,出現(xiàn)π介子和μ子;而且會有更多數(shù)量、更多種類以及更高....

本文編號：3976717