【摘 要】
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高空核爆炸（High Altitude Nuclear Detonation,HAND）一般是指爆炸高度在30km以上的核爆炸,其产生的X射线的能量所占总能量份额高达70%-85%,是高空核爆炸的主要毁伤因素之一。由于高空大气稀薄,X射线自由程较长,因此可对爆点周围大范围内的空气进行加热,产生能量沉积,引起大范围空气温度上升形成火球。火球产生主要位于红外线波段的强光辐射,在空间产生很大范围的光幕,
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高空核爆炸（High Altitude Nuclear Detonation,HAND）一般是指爆炸高度在30km以上的核爆炸,其产生的X射线的能量所占总能量份额高达70%-85%,是高空核爆炸的主要毁伤因素之一。由于高空大气稀薄,X射线自由程较长,因此可对爆点周围大范围内的空气进行加热,产生能量沉积,引起大范围空气温度上升形成火球。火球产生主要位于红外线波段的强光辐射,在空间产生很大范围的光幕,形成与低空核爆炸不同的光学现象及毁伤效应。本文基于光子与物质相互作用理论和辐射流体力学理论,研究高空核爆炸产生的X射线在大气中的能量沉积过程、空气温度上升形成的X射线火球和燃烧火球的演变过程及热辐射特性。主要工作如下:1.从X射线点源出发,在二维球坐标系下研究X射线光子与空气的相互作用,利用等效吸收系数物理模型,编写核爆释放的X射线在高空稀薄大气中能量沉积程序,并数值模拟了二维球坐标系下高空大气对不同能量的X射线光子的吸收过程,得到了不同当量不同爆高条件下核爆炸产生的X射线在不同倾角上的能注量和能量沉积分布。2.核爆炸产生的X射线在大气中沉积的能量可转化为大气的内能,并引起空气温度上升形成X射线火球,通过研究并选取合适的高温低密度大气状态方程,在不考虑X射线加热大气过程中火球辐射过程的情况下,得到X射线火球的初始温度分布。3.以X射线火球为计算燃烧火球演变的初始条件,在光性薄的介质中,通过辐射近似求解辐射迁移方程,得到燃烧火球冷却过程中温度、形状及其辐射质随时间的变化,为初步评估高空核爆炸对红外探测设备的影响时间和范围提供参考。
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