蒙特卡罗方法在核爆辐射环境模拟中的应用与发展

摘要：

核爆炸释放的中子、y射线、X射线及带电粒子等在大气等介质中输运形成核辐射场,并产生核电磁脉冲、附加电离层和人工辐射带等次级辐射环境.蒙特卡罗方法能模拟计算射线粒子与物质的相互作用过程,是核爆辐射环境数值模拟研究最常用的方法.本文介绍了作者团队在大气层和高空核爆炸辐射环境模拟中采用蒙特卡罗方法面临的一系列难点问题及突破的关键技术.在大气层核爆炸方面,建立了用于大气层核辐射深穿透问题的权窗逼近方法、传输介质变化条件下缓发γ辐射输运自适应建模方法、大规模复杂城市建模与基于网格的权窗减方差方法、基于伴随输运的核辐射环境场模拟方法和用于大空间辐射场计算的全局减方差方法,实现了复杂条件下大气层核爆炸瞬发和缓发辐射环境的高效高精度数值模拟.在高空核爆炸方面,建立了考虑裸核区的X射线输运模型、附加电离源建模及在非均匀大气中的输运模型、基于蒙特卡罗与带电粒子推进相结合的人工辐射带注入模型和基于蒙特卡罗模拟的高空核电磁脉冲源项计算方法,基于蒙特卡罗方法实现了高空核爆炸X射线、附加电离层、人工辐射带和核电磁脉冲等辐射环境数值模拟.

关键词：核辐射环境、蒙特卡罗方法、减方差方法、核电磁脉冲、附加电离层、人工辐射带

所属期刊栏目：14

分类号：TL99;O571

资助基金：国家重点研发计划2020YFA0709800

在线出版日期：2023-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：44-56,74