Потоки ядер космических лучей в диапазоне энергий 10-100 МэВ/н в окрестности Земли

• Автор: Бакалдин, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с.

Содержание

Содержание
ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ
1.1 Аномальная компонента космических лучей
1.1.1 Аномальные космические лучи в межпланетном космическом пространстве
1.1.2 Аномальная компонента космических лучей в околоземном космическом пространстве
1.2 Ядерная компонента солнечных космических лучей
1.3 Ядерная компонента галактических космических лучей
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАХВАТА ИОНОВ КОСМИЧЕСКИХ
ЛУЧЕЙ ГЕОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
2.1 Методика моделирования процесса захвата тяжелых ионов КЛ геомагнитным полем и их накопления в радиационном
поясе Земли
2.1.1 Описание методики моделирования
2.1.2 Область и зона стабильного захвата
2.2 Метод решения уравнения движения заряженной частицы в геомагнитном поле
2.3 Модели магнитного поля и атмосферы Земли, используемые
в расчетах
2.3.1 Модель магнитного поля Земли
2.3.1.1 Модель главного геомагнитного поля
2.3.1.2 Модель магнитного поля внеземных источников
2.3.2 Модель атмосферы Земли
2.4 Процессы взаимодействия тяжелых ионов с атмосферой
Земли
2.4.1 Основные процессы изменения зарядового состояния: перезарядка, ионизация
2.4.2 Потери энергии на возбуждение и ионизацию атомов
среды
2.5 Алгоритм проведения расчетов
Содержание
2.5.1 Расчет разрешенных направлений
2.5.2. Моделирование процессов захвата ионов АКЛ
геомагнитным полем
2.6 Результаты моделирования процессов захвата ионов АКЛ геомагнитным полем и их накопления в радиационном поясе
2.6.1 Результаты расчета разрешенных направлений
2.6.2 Результаты моделирования процессов захвата однозарядных ионов кислорода с энергией 30 МэВ/н геомагнитным полем
2.7 Расчет интенсивности захваченных ионов АКЛ
Заключение к главе
ГЛАВА 3. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА НИНА
3.1 Телескоп-спектрометр НИНА
3.1.1 Полупроводниковый телескоп
3.1.2 Входная и считывающая электроника
3.1.3 Триггерная логика
3.1.4 Система обработки и сбора информации
3.1.5 Структура информации, принимаемой с орбиты
3.2 Условия проведения измерений на орбите
Заключение к главе
ГЛАВА 4. АЛГОРИТМ ИДЕНТИФИКАЦИИ РЕГИСТРИРУЕМЫХ
СОБЫТИЙ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ НИНА
4.1 Алгоритм предварительного отбора треков
4.2 Фитирование треков
4.3 Определение заряда и массы регистрируемых частиц
4.3.1 Метод остаточного пробега
4.3.2 Метод аппроксимации кривой Бете-Блоха
4.4 Восстановление начальной энергии частиц
Заключение к главе
ГЛАВА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ТЕЛЕСКОПА-СПЕКТРОМЕТРА НИНА
5.1 Калибровка и определение спектрометрических
Содержание

характеристик телескопа-спектрометра НИНА
5.1.1 Схема проведения калибровки на ускорителе
5.1.2 Энергетическая градуировка и определение энергетического разрешения
5.1.3 Разделение изотопов в спектрометре НИНА: результаты моделирования методом Монте-Карло и калибровки на ускорителе
5.1.3.1 Результаты моделирования
5.1.3.2 Результаты калибровки спектрометра на ускорителе
5.2 Расчет светосилы и функции отклика прибора
Заключение к главе
ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ ПОТОКОВ ЯДЕР КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
6.1 Алгоритм обработки экспериментальных данных
6.2 Фоновые условия при проведении измерений на орбите
6.3 Исследование потоков ядер КЛ в условиях спокойного
Солнца
6.4 Исследование потоков ядер во время солнечных протонных событий в ноябре 1998 г
Заключение к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Гпава 2. Моделирование захвата ионов космических лучей геомагнитным полем
Как известно, главное геомагнитное поле испытывает вековые вариации и коэффициенты и /г“ с течением времени медленно изменяются. Включение в расчет экспериментального материала за разные годы позволяет найти одновременно с коэффициентами их первые и вторые производные Ъ’пт, gl|m, И”т, что дает возможность пересчитывать коэффициенты модели главного поля от стандартных эпох к любым моментам времени:
В данной работе использовалась модель главного геомагнитного поля Земли IGRF95 (International Geomagnetic Reference Field) с 10-ю гармониками [93, 94, 95, 96]. IGRF ’95 является эмпирической моделью. Она включает в себя обычное представление компонент главного геомагнитного поля в виде ряда сферических функций (2.3.2). Коэффициенты модели g и /г” получены на основании экспериментальных данных по геомагнитному полю, включая измерения на наземных станциях, кораблях, самолетах и спутниках. Модель состоит из набора коэффициентов для геомагнитных эпох начиная с 1945 г. по 1995 г. с шагом 5 лет и экстраполированного набора коэффициентов для 2000 года. В пятилетием промежутке используется линейная интерполяция коэффициентов. В зависимости от года и географических координат модель предоставляет информацию о трех компонентах геомагнитного поля в сферических координатах (Вг, Вв, Bv), значении L- оболочки, минимальном значении магнитного поля на данной L- оболочке и значении дипольного момента.
2.3.1.2 Модель магнитного поля внеземных источников.
К внешним источникам геомагнитного поля относятся DCF- токи, текущие по магнитопаузе, токовый слой в шлейфе магнитосферы, кольцевой ток, а также продольные токи, втекающие и вытекающие из ионосферы вдоль магнитных силовых линий [92].
В отличие от главного геомагнитного поля, магнитное поле внеземных источников быстро изменяется со временем. Его конфигурация зависит от многих факторов. Первым фактором является ориентация магнитной оси Земли по отношению к направлению на Солнце, которая меняется со временем из-за суточного вращения
(2.3.3)