带电粒子在辐射带中的运动轨迹模拟

牛胜利; 罗旭东; 王建国; 乔登江

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带电粒子在辐射带中的运动轨迹模拟

低能加速器技术、射线技术及应用 | 更新时间：2021-03-05

- 带电粒子在辐射带中的运动轨迹模拟
- Simulation of motion trajectory of charged particles in the radiation belt
- 核技术 2011年34卷第5期
- 作者机构：
  
  西北核技术研究所
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：
  中图分类号： O572.2
- 纸质出版日期：2011-05-01
- 稿件说明：
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[1]牛胜利,罗旭东,王建国,乔登江.带电粒子在辐射带中的运动轨迹模拟[J].核技术,2011,34(05):345-349.

NIU Shengli LUO Xudong WANG Jianguo Qiao Dengjiang. Simulation of motion trajectory of charged particles in the radiation belt[J]. Nuclear techniques, 2011, 34(5): 345-349.
[1]牛胜利,罗旭东,王建国,乔登江.带电粒子在辐射带中的运动轨迹模拟[J].核技术,2011,34(05):345-349. DOI：

NIU Shengli LUO Xudong WANG Jianguo Qiao Dengjiang. Simulation of motion trajectory of charged particles in the radiation belt[J]. Nuclear techniques, 2011, 34(5): 345-349. DOI：

摘要

根据辐射带捕获粒子的基本理论和带电粒子与大气相互作用的机理

建立了带电粒子在地磁场和大气作用下运动径迹模拟方法。带电粒子在地磁场作用下的运动方程采取随时间"推进"的二阶精度中心有限差分格式求解。带电粒子与大气发生库仑碰撞引起的方向偏转依据其散射概率分布应用蒙特卡罗方法抽样确定

每一步的能量损失由单位长度上的能量损失方程计算得到。利用该方法对不同条件下带电粒子注入辐射带后的运动行为进行了模拟计算

得到的特征参数与解析分析结果相符。

Abstract

Based on the theory of radiation belt and mechanism of charged particles interacting with the atmosphere

we developed computational techniques to model trajectories of radiation belt tapped charged particles.A center-differential second-order accurate format for pushing particles was applied to solve the motion equation of charged particles in the geomagnetic field.According to the scattering probability distribution of charged particles acted by atmospheric Coulombic collisions

the angular deflection due to atmospheric scattering in each step was sampled by Monte Carlo simulation.Energy loss in a step was determined by the equation for energy loss per length. Using the computational techniques

we simulated motion trajectories of trapped charged particles with some initial conditions.

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