地基高频加热激励ELF/VLF波对辐射带高能电子的准线性散射

地球内、外辐射带电子通量的变化对于空间飞行器,尤其是中低轨卫星的防护有着非常重要的影响.基于回旋共振波粒相互作用的准线性理论,使用地基高频发射器发射电波调制低电离层背景电流可以人工激励ELF/VLF波,这些波能使辐射带相对论电子发生抛射角散射沉降进入大气层从而降低其生存期.为了定量地分析人工激励ELF/VLF波散射辐射带高能粒子的可行性,针对内、外辐射带,本文选取了两个典型区域：L=4.6和L=1.5.数值计算结果表明,在内、外辐射带由于ELF/VLF波的人工注入而造成的高能电子损失时间尺度很大程度上取决于冷等离子体参量α^*(∝B²/N₀,这里B是背景磁场,N₀是电子数密度)、电波频谱特性和功率,以及与波发生回旋共振的电子能量.一般来讲,在外辐射带人工ELF/VLF哨声波散射相对论电子使之沉降到大气层要容易得多;低能量的高能电子(200keV)要比高能量的相对论电子(500keV)更有效地通过抛射角散射进入大气层.考虑到高频电波加热电离层激励的ELF/VLF波可能会被捕获在磁层空腔中,来回反射从而得到增强,因此在适当的条件下,地基高频加热装置发射足够的电波功率进入电离层诱导大幅度ELF/VLF波注入到内磁层,能够在1至3天的时间尺度内快速散射外辐射带相对论电子使之沉降,也能够在10天量级的时间尺度里散射生存周期一般为100天甚至更长的内辐射带相对论电子. 关键词： 地基高频加热电离层 ELF/VLF波激励 高能电子散射和沉降 共振波粒相互作用     

Test particle simulations of resonant interactions between energetic electrons and discrete,multi-frequency artificial whistler waves in the plasmasphere

Modulated high frequency(HF) heating of the ionosphere provides a feasible means of artificially generating extremely low frequency(ELF)/very low frequency(VLF) whistler waves, which can leak into the inner magnetosphere and contribute to resonant interactions with high energy electrons. Combining the ray tracing method and test particle simulations, we evaluate the effects of energetic electron resonant scattering driven by the discrete, multi-frequency artificially generated ELF/VLF waves. The simulation results indicate a stochastic behavior of electrons and a linear profile of pitch angle and kinetic energy variations averaged over all test electrons. These features are similar to those associated with single-frequency waves. The computed local diffusion coefficients show that, although the momentum diffusion of relativistic electrons due to artificial ELF/VLF whistlers with a nominal amplitude of ～ 1 pT is minor, the pitch angle scattering can be notably efficient at low pitch angles near the loss cone, which supports the feasibility of artificial triggering of multi-frequency ELF/VLF whistler waves for the removal of high energy electrons from the magnetosphere. We also investigate the dependences of diffusion coefficients on the frequency interval(△f) of the discrete, multi-frequency waves.We find that there is a threshold value of △f for which the net diffusion coefficient of multi-frequency whistlers is inversely proportional to △f(proportional to the frequency components Nw) when △f is below the threshold value but it remains unchanged with increasing △f when △f is larger than the threshold value. This is explained as being due to the fact that the resonant scattering effect of broadband waves is the sum of the effects of each frequency in the ‘effective frequency band’. Our results suggest that the modulation frequency of HF heating of the ionosphere can be appropriately selected with reasonable frequency intervals so that better performance of controlled precipitation of high energy electrons in the plasmasphere by artificial ELF/VLF whistler waves can be achieved.     

Ho:YAG激光心肌血管重建术的实验研究

建立狗急性心肌梗塞实验模型,以SPECT观察钬激光心肌血管重建术后心肌缺血的改善情况及激光孔道的组织学变化,确定钬激光心肌血管重建术的有效性及适宜的激光参数,为钬激光心肌血管重建术的临床应用提供资料.     

接收站位形对甚低频源定位精度的影响

考虑到地球曲率的影响,文中使用基于球面模型的远距离多站时差定位算法来具体研究VLF源定位的精度.针对四接收站下的方型布站和星型布站两类典型布站几何,使用蒙特卡洛随机试验的仿真方法计算了探测区域内接收系统对VLF源定位结果的均方根误差,分析了布站几何、基线长度和主站选择三类因素对定位精度的影响.结果表明:提高基线长度可以...     

数据仓库技术及其实现

本文主要介绍了数据仓库的背景和概念,并向用户展示了数据仓库的体系结构,特别针对数据仓库实现过程中的多维数据存储模型、数据变换及清洁过程进行了讨论。     

基于范阿伦卫星观测的槽区嘶声波冷等离子体色散关系的适用性评估

等离子体层嘶声波对电子的散射损失是地球内外辐射带之间的槽区(1.8≤L≤3)形成的主要机制.冷等离子体色散关系被广泛地运用于量化嘶声波对高能电子的散射效应研究中,而在真实的磁层环境中,热等离子体的存在会修正嘶声波的色散特性.基于范阿伦双星的观测数据,对比了利用磁场观测数据得到的槽区嘶声波观测幅值和反演幅值,并研究了空间位置与地磁活动水平对嘶声波冷等离子体色散关系适用性的影响.结果表明,冷等离子体近似整体上高估了嘶声波的幅值,观测幅值与反演幅值的差异有着很强的日夜不对称性,而没有明显的地磁活动强度依赖性.此外发现,波动磁场的反演强度在低频(高频)处显著低于(高于)观测强度,意味着冷等离子体近似整体上高估(低估)了嘶声波对槽区较低(较高)能量电子的散射强度.研究证明,槽区嘶声波冷等离子体色散关系的适用范围有很强的空间区域与频率局限性,这对深入理解槽区电子的动态演化过程有非常重要的意义.     

基于试验粒子模拟的电离层人工调制激发的极低频和甚低频波对磁层高能电子的散射效应

电离层调制加热能够有效激发极低频和甚低频(ELF/VLF)波,其中向上传播进入磁层的ELF/VLF波能够与高能电子发生共振相互作用,具有人工沉降高能电子、消除辐射带等潜在实际用途.本文综合运用射线追踪和试验粒子方法模拟电离层人工激发的单频ELF/VLF波在电离层和磁层的传播,以及在外辐射带层与高能电子的共振相互作用过程,通过投掷角和能量散射系数评估人工ELF/VLF波对磁层高能电子的共振散射效应.研究表明,电离层人工ELF/VLF波传播到磁层后呈现高倾斜性,传播所能跨域的空间范围主要取决于加热的纬度位置和调制频率.在内辐射带,与～100 keV到几个MeV高能电子发生一阶共振相互作用的为10 kHz的VLF波段;在外辐射带,为几百Hz到1 kHz的ELF波段.对于L=4.5的外辐射带,试验粒子模拟结果显示,单个粒子在人工ELF波作用下投掷角和能量(α,E)的改变具有随机性,而所有试验粒子平均化的?α2和?E2随时间呈现出近似线性的增大,说明波粒共振散射过程体现出整体性.基于试验粒子模拟得到的共振散射系数表明,幅度为10 pT的人工ELF波可在外辐射带的磁赤道局地对1 MeV电子产生较强的投掷角散射效应,进而影响高能电子的损失、沉降等动力学过程.当人工ELF/VLF波在传播过程中变得高度倾斜,不仅最基本的一阶共振十分重要,高阶共振散射也具有较大效应.这些定量分析结果表明,通过电离层加热激发人工ELF/VLF哨声波来沉降、消除辐射带高能电子具有可行性.     

高空核爆炸形成人工辐射带的数值模拟

基于Stmer关于带电粒子在地球磁场中运动的理论模型,分析得出高能电子在地球周围的运动区域.结合高空核爆形成放射性烟云的经验模型,推断高空核爆在地球周围形成人工辐射带的基本区域.进而利用高空核爆裂变特性和辐射带中高能粒子的分布特性,计算得到高空核爆形成人工辐射带的电子密度通量,并对高空核爆激发的人工辐射带特征与核爆炸的爆点纬度、高度及当量之间的关系作了初步的定量分析.数值模拟结果表明,在一定的条件下,0.1—1Mt TNT当量的高空核爆,预计在地球周围可形成电子通量密度比自然辐射带高3—4个量级的人工辐射带.形成的人工辐射带中心位置主要受核爆爆点地磁纬度的影响,核爆的爆高和核爆的当量则对人工辐射带的厚度及其中高能电子的通量密度有一定的影响. 关键词： 高空核爆 人工辐射带 高能电子通量 爆炸当量     

一种用辐射测温仪测定物体比辐射率及真实温度的方法

我国有人撰文对国外文献中的公式T=T_e/∈~(1/4)进行了反射率修正,得到了如下新的公式:并得到一种测量室温物体比辐射率的新方法,但却不能正确地解释常温下比辐射率不同的不透明物体具有相同的辐射温度的实验事实。他们的解释大致是这样的:“在得到前一公式后,再设∈′=0.9,算出∈=0.1和∈=0.9目     

中子背散射谱仪在蛋白质动力学研究中的应用

<正>蛋白质是美妙生命世界的基础,承担了生物体内绝大多数的工作,其表现出的多样性与专一性彰显了大自然的深奥与智慧。然而,要真正理解生命的奥秘,就要揭开蛋白质这一复杂生物大分子的神秘面纱。蛋白质研究领域虽然存在重大的机遇,但也面临巨大的挑战⁽(1))。蛋白质是由约20种氨基酸组成的肽链经过折叠、