临近空间紫外辐射环境及影响因素研究

临近空间的紫外辐射对天体生物学、飞行器材料等产生重要影响,为加深对其的认知,基于OH与O₃的光化学关系改变紫外辐射强度的原理,利用戈达德地球观测系统—化学模型对中国区域临近空间OH与O₃浓度的时空变化特性进行分析。根据OH和O₃浓度的变化,利用对流层紫外和可见光辐射传输模型对紫外B波段辐射进行模拟计算,揭示了高度在22～42 km之间的辐照度在3.43～16.15 W·m^-2之间;华北区域、华中和华南区域以及南海区域等的辐照度呈现出双峰和振荡相结合的特征,辐照度极值出现的月份在各区域并不一致;受O₃吸收作用影响,辐照度的年较差最大值2.29 W·m^-2出现在华北区域的32 km高度处,最小值0.53 W·m^-2为南海区域的42 km高度处;辐照度变化最为剧烈的情况均出现在22 km高度处,可达2.42%～32.79%。结果表明在不同条件下紫外辐射对天体生物、飞行器材料等的影响与作用程度存在很大差异,在开展相关的研究时须具有针对性。     

太阳远紫外在临近空间的辐射特性研究

太阳远紫外辐射是临近空间能量输入的主要来源之一,临近空间环境对太阳爆发活动的响应是有待深化研究的重要科学问题。对太阳远紫外在中高层大气的辐射特性进行研究,是研究临近空间大气成分与密度变化、光化学反应以及动力学过程的重要基础。利用FISM2耀斑模型计算的远紫外数据和MSIS-E-00模型提供的地球中高层大气数据,将120～190 nm的太阳远紫外辐射分为7段,使用基于Lambert-Beer定律的大气辐射传输方法进行数值模拟。选取2010年1月至2020年12月共11年间的150组耀斑数据,利用时间滞后互相关(TLCC)评估了太阳远紫外辐射和软X射线的耀斑峰值时间差,使用最小二乘法(LS)计算了二者的耀斑峰值流量关系,然后利用大气辐射传输方法计算了耀斑爆发时太阳远紫外在临近空间(20～100 km)的光谱特性、流量变化以及加热率变化,最后计算了太阳远紫外辐射在地球大气中的沉积情况。计算结果表明,在太阳耀斑爆发过程中,远紫外辐射的流量出现明显变化,流量峰值比软X射线提前240 s左右;远紫外辐射与软X射线的流量峰值近似线性相关,大于140 nm波段的系数随波长的增加而增大;在20～100 ...     

空间目标的可见光散射与红外辐射

利用Lowtran7大气传输模型计算0.4～0.8μm可见光波段的太阳辐射、大气自身的热辐射以及天地背景辐射.依据粗糙面光散射理论与双向反射分布函数计算空中目标表面对太阳辐射和云层对阳光反射的散射.利用传热学和背景辐射理论,根据能量守恒定律建立空间目标表面温度的热平衡方程.以气球为例,计算不同表面涂层材料的气球,在不同地理位置、不同高度和不同时间条件下,其温度及辐射功率的变化.分析空间目标红外辐射特性的一般规律和特征.     

星光掩星剥洋葱法反演臭氧密度

星光掩星技术探测恒星光经大气层消光、折射等作用后的恒星光光谱,利用大气中不同成分对不同波长的光吸收的差异反演得到大气密度信息。低轨卫星与恒星分别位于地球两侧,低轨卫星接收到不同切线高度上光谱,即构成星光掩星观测。光谱探测高度可从平流层至低热层,其中不同波段可用于不同大气痕量成分密度反演。星光掩星技术具有探测参数多、全球覆盖、垂直分辨率高、无需定标等优点。GOMOS(global ozone monitoring by occultation of stars)是搭载在欧洲航天局ENVISAT卫星上的平流层臭氧检测仪器。GOMOS利用星光掩星技术进行探测,设计精密,分辨率高,在轨稳定运行十年（2002年-2012年）,探测波长跨越紫外到可见光波段,采用光谱反演和垂直反演迭代的方法反演大气成分密度,得到了大量关于临近空间区域大气资料,对长期监测平流层至低热层区域变化提供了可靠的数据支持。利用GOMOS掩星数据,提出一种简单的反演方法--剥洋葱法,反演临近空间高度上臭氧数密度。剥洋葱法假设地球大气对称且水平分层,利用单个波段光谱进行反演,假设在此波长上光谱的大气吸收效应全部由臭氧造成,即选择臭氧吸收占据绝对优势的波长。经分析,在50～100 km高度上可以利用290 nm波段进行反演,在15～50 km高度上可以利用600 nm波段进行反演。根据Beer-Lambert定律,随切点高度自上而下,对恒星光光谱透过率利用剥洋葱法进行反演得到臭氧数密度。将剥洋葱法反演结果与GOMOS官方发布结果相对比,两者符合得很好。     

空间目标的可见光散射与红外辐射

利用Lowtran7大气传输模型计算了0．4～0．8μm可见光波段的太阳辐射、大气自身的热辐射以及天地背景辐射。利用粗糙面光散射理论与双向反射分布函数计算了空中目标表面对太阳辐射、云层对阳光反射的散射。并利用传热学和背景辐射理论，根据能量守恒定律建立了空间目标表面温度的热平衡方程。以气球为例，计算了不同表面涂层材料的气球在不同地理位置、不同高度、不同时间、温度及辐射功率的变化。分析了空间目标红外辐射特性的一般规律和特征。     

飞艇红外探测系统探测高超声速目标性能研究

以X-51A为例,研究了飞艇红外探测系统对临近空间高超声速目标的探测性能。首先,根据飞行器的飞行状态和飞行高度建立了临近空间高超声速目标不同波段的红外辐射特性模型,以及随高度变化的目标背景红外辐射强度模型;其次,综合考虑飞行器与飞艇高度、地球曲率及红外辐射在大气中传播的波段选择性等因素,建立了红外辐射在临近空间大气中传播的透过率模型;在此基础上,建立了飞艇红外探测系统对高超声速目标的探测距离模型。通过仿真得到了临近空间高超声速目标在不同飞行状态下3个波段的红外辐射强度随目标飞行高度变化的曲线,以及飞艇红外探测系统对飞行器在不同飞行状态下3个红外辐射波段的探测能力。研究结果表明:飞艇红外探测系统对高超声速目标的有效探测距离可以达到百公里量级;当飞行器飞行状态一定时,随着飞行器飞行高度的增加,系统对目标的探测距离先增大后减小;与长波波段相比,中短波波段的探测距离更大,并给出了临近空间飞艇应尽量布置在海拔高度大于18 km的高空中的部署建议。     

高分辨率星载真空紫外成像光谱仪设计与研究

为了实现对大气层中辐射波长分布在真空紫外和近紫外波段(115～300 nm)的粒子探测,完善大气遥感,设计了一种高分辨率成像光谱仪,并开展了原理样机的研制.根据国外已有载荷进行分析,选用了以离轴抛物镜为望远系统、Czerny-Tumer结构为成像光谱系统的光学方案;针对真空紫外波段辐射弱的特点选取了带有MCP的二维光子...     

基于MAX-DOAS测定大气紫外波段水汽的吸收及其对DOAS反演影响的评估

大气水汽的吸收强度从微波区域到可见蓝光区域逐渐降低,然而在紫外波段的吸收却经常被人忽略。多轴差分吸收光谱（MAX-DOAS）技术是一种被动光学遥感技术,可以同时反演气溶胶、多种痕量气体（如NO₂,SO₂,HCHO,HONO等）以及水汽,常用于区域大气立体分布及输送监测,具有成本低、时间分辨率高、稳定、可实时监测等特点。水汽是一种重要的温室气体,在紫外波段反演一些痕量气体时水汽的吸收经常不被考虑,可能对紫外波段痕量气体的反演造成影响,从而产生系统误差。介绍了基于MAX-DOAS对紫外波段大气水汽的反演,于2020年6月1日—9月24日在西安乾县进行观测,通过选取最优反演波段,并将反演结果与可见蓝光波段的水汽进行对比,证实了紫外波段存在水汽吸收,评估了紫外水汽的吸收对同波段痕量气体反演的影响。首先,根据不同拟合波段反演的水汽均方根误差（RMS）以及水汽和O₄的吸收截面情况,选取紫外和可见蓝光波段水汽的最优反演波段分别为351～370和434～455 nm。其次,通过DOAS拟合得到紫外和可见蓝光波段O₄和H₂O的对流层差分斜柱浓度（DSCD）, 分别将紫外和可见波段的O₄ DSCD和H₂O DSCD做相关性分析,两个波段O₄ DSCD的相关系数r=0.85,H₂O DSCD的相关系数r=0.80。为消除不同波段的辐射传输差异,将同波段的H₂O DSCD和O₄DSCD作比值,两个波段H₂O DSCD/O₄DSCD的相关系数r=0.89。紫外和可见蓝光波段H₂O DSCD/O₄DSCD的高相关系数表明,即使在相对沿海城市水汽浓度较低的西安市,在363 nm附近的紫外波段同样存在水汽吸收,这将会对采用DOAS技术在紫外波段反演其他痕量气体造成影响。最后,分别对可能受紫外波段水汽吸收影响的气体（O₄,HONO和HCHO）进行DOAS反演误差评估,紫外波段水汽的吸收将使O₄ DSCD,HONO DSCD以及HCHO DSCD在DOAS拟合过程中增加,分别对应于+1.16％,+8.55％和+9.04％的变化。     

大气气溶胶物理光学特性研究进展

大气气溶胶粒子作为地气系统的重要组成成分之一,在紫外、可见到红外很宽的波段内对辐射传输产生影响,一方面通过对电磁波的散射和吸收作用,导致光波的能量衰减;另一方面则把吸收的能量转化为其本身的热能,起到加热大气的作用.这一过程在直接和间接的辐射气候效应的模拟、激光大气传输、高分辨率光谱研究、地基和空基遥感、大气辐射订正、环境监测技术、目标探测和识别、陆上交通和航空航海都有着重要作用.详细阐述了大气气溶胶物理光学特性近年来的研究进展,为气溶胶科学后续研究工作的更好开展提供参考. 关键词： 大气光学 大气气溶胶 物理光学特性 研究进展     

利用LBH辐射图像数据反演大气O/N2方法

利用极光Lyman-Birge-Hopfield (LBH) 辐射图像数据可用来研究太阳风磁场与地球磁场耦合、亚暴与磁暴等过程，综合LBH辐射图像数据和O原子135.6nm辐射数据可反演电离层氧原子与氮气分子O/N2比值分布，进而研究高层大气组分信息及电离层分布变化，对科学研究和空间天气预报具有重要意义. 本文给出了LBH辐射传输机理和我国自主研制的搭载在风云三号D星（FY-3D）上的广角极光成像仪（Wide-field Auroral Imager, WAI）在轨获得的LBH 140-180nm波段极光辐射图像数据. 结合大气紫外辐射积分代码（Atmospheric Ultraviolet Radiance Integrated Code, AURIC）计算O135.6nm辐射数据、LBH辐射光谱以及MSISE00大气模型计算的O、N2数据，给出了利用WAI观测的LBH辐射图像数据反演大气O/N2比值理论计算方法，该方法将为利用我国自主观测LBH辐射数据和O135.6nm辐射数据开展空间信息反演研究打下基础.     

Die universelle Bestrahlungsanlage K-200000

Im Jahre 1969 wurde im Karpow-Institut für Physikalische Chemie eine universelle Groβbestrahlungsanlage vom Typ K-200000 in Betrieb genommen. Sie wird für strahlenchemische Forschungen und zur Modellierung strahlenchemischer Apparaturen verwendet. Die Gesamtaktivität in Form von 60 standardisierten ⁶⁰Co-Strahlungsquellen, mit denen die Anlage beladen wurde, betrug zur Zeit dor Inbetriebnahme ungefähr 210000 g Äq.Ra. In konstruktiver Hinsicht stellt die Anlage eine modernisierte Variante der universellen Bestrahlungsanlage K-60000 dar. Die neue Anlage besitzt eine Reihe wesentlicher Vorzüge. In erster Linie betrifft das die modernisierten Verfahren zur Anzeigo der Quellenpositionen und der Blockierung beim Einfahren der Quellen nach der gemessenen Dosis. Die neue Anlage enthält ein Blockierungssystem für das Einfahren der Quellen im Falle eines ungenügenden Luftwechsels in der Bestrahlungskammer und ein Blindschaltbild zur Kontrolle der Bewegung der ⁶⁰Co-Kassetten.     

Taschen-Radioineter mit optoakustischer Anzeige

Das beschriebene Taschen-Radiometer ist sowohl zur relativen Aktivitätsmessung im Rahmen der Strahlungskontrolle (Kontaminationssuche) als auch zur halbquanlitaltiven Dosisleistungsmessung bei der orientierenden Strahlungsaufklārung geeignet und kann somit zur Kategorie der kombinierten Strahlungsmeβgeräte gezählt werden. Es zeichnet sich durch geringe Gröβe und Gewicht sowie eine weitgehende Anpassung an unterschiedliche Betriebsspannungen und Strahlungsintensitāten aus. Neben der akustischen Erfassung des Einzelimpulses ist die visuelle und akustische Anzeige im Zusammenhang mit einer integrierenden Meβschaltung sowie der externe Anschluβ eines. Meβinstruments oder Zählwerkes möglich.     

辐射烧蚀CH薄膜非平衡理论计算与实验比对分析

 用一维非平衡辐射输运程序和实验提供的黑腔辐射流，对CH薄膜靶的辐射烧蚀进行了数值模拟计算。计算结果表明，非平衡的黑腔辐射场对CH薄膜靶辐射烧蚀的影响十分明显。出靶外界面的辐射流总强度、等效辐射温度随时间变化、400eV光子出界面延迟时间随靶厚度变化规律等方面的数值模拟结果与实验结果基本符合。     

Professor Dr. Justus Mühlenpfordt zum 60. Geburtstag

An efficient potential for radiation research has been developed at the Central Institute of Isotope and Radiation Research in Leipzig since 1969. 2Iany problems in the field of basic and applied research of radiation chemistry and biology have been studied. Ten gamma plants and two electron accelerators have been designed and established for scientific, industrial and agricultural application.     

Zur Durchführung von Strahlenschutzbauartprüfungen im Deutschen Amt für Meßwesen und Warenprüfung

Es wurde eine Methode zur Bestimmung von Stoffen durch eine Fällungstitration unte Anwendung von radioaktiven Kryptonaten als Redox-Indikatoren entwickelt. Als ein praktisches Beispiel wird die Bestimmung von Ba²⁺ durch eine Titration mit K₂Cr₂O₇ als Maβlösung und Ag[⁸⁵Kr] als Äquivalenzpunktindikator angeführt. Bis zum Erreichen des Äquivalenzpunktes verläuft die Fällungsreaktion unter Bildung des Niederschlages von BaCrO₄ und nach Überschreiten des Åquivalenzpunktes eine Redox-Reaktion zwischen der Maβlösung und dem radioaktiven Kryptonat, wobei ⁸⁵ Kr freigesetzt wird.     

辐射阻尼对带电粒子运动的影响

探讨了带电粒子的初速和磁场方向垂直，并考虑其受到辐射阻尼力时的运动方程和运动轨道，同时探讨其辐射功率。     

Die Verwendung von Radionukliden für Diffusionsuntersuchungen in Ein- und Mehrphasensystemen. Eine methodische Übersicht (Zusammenfassender Bericht)

Durch die Anwendung radioaktiver Nuklide ist die Untersuchung von Selbstdiffusionsvorgängen möglich geworden.

Diffusionsprozesse stellen Vorgänge dar, bei denen Substanzen in Richtung des Ausgleiches von Konzentrationsdifferenzen in verschiedenen Teilen einer oder verschiedener Phasen transportiert werden. Die ungeordnete Wärmebewegung von Stoffteilchen geht dann makroskopisch betrachtet in eine geordnete, gerichtete Bewegung über, wenn Konzentrationsgradienten – oder genauer: Gradienten des chemischen Potentials – in dem betreffenden Gebiet anliegen. Die nach Beendigung des Prozesses eingestellte Gleichgewichtsverteilung entspricht einem Minimum an freier Energie im Diffusionssystem. Bei der Selbstdiffusion findet ebenfallseine selbständige und kontinuierliche Vermischung der Teilchen in Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen als Resultat der Wärmebewegung statt, nur mit dem Unterschied, daß keine Konzentrationsgefälle im streng thermodynamischen Sinne vorliegen; im Resultat tritt ein Ausgleich der isotopcn Zusammensetzung des Systems ein.

Die Untersuchungen von Diffusions- und Selbstdiffusionsvorgängen in Festkörpern, speziell von Gitter- und Korngrenzendiffusion, geben z. B. die Möglichkeit, Rückschlüsse auf das Strukturgefüge, auf interatomare bzw.     

空腔"黑体"辐射的简单模型及推论

建立了一个简单的模型来描绘空腔辐射中腔壁与辐射场的能量交换,由此可以得到空腔辐射平衡场能谱的性质,基尔霍夫定律,以及空腔与黑体的关系．     

核科学百年讲座第五讲辐射化学与辐射加工

介绍辐射化学和辐射加工的发展与应用，以及基本原理，侧重介绍辐射加工在高分子辐射交联改性、食品的辐照处理和医疗用品消毒等方面的应用．     

合肥800MeV电子储存环同步辐射特性

以石英卤钨灯作为光谱辐照度标准光源，测量了在３００－８００ｎｍ波段的合肥ＭｅＶ电子储存环同步辐射的相对光谱分布；并在４０５ｎｍ波长处测量了辐射源的角分布和偏振特性，在实验误差范围内，测量结果与理论计算值相符，相对光谱分布偏差为１．５％，角分布和偏振特性偏差小于５％。