Иванов В.Е. Прохождение электронных и протонно-водородных пучков в атмосфере Земли. Апатиты, 2001.

Прохождение электронных и протонно-водородных пучков в атмосфере Земли Г л а в а 6 ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОХОЖДЕНИЯ ПОТОКОВ АВРОРАЛЬНЫХ ПРОТОНОВ ВОДНОРОДНЫХ ГАЗАХ И В АТМОСФЕРЕ ЗЕМЛИ 6.1. Пространственное распределение выделившейся энергии и интегральные длины пробегов Основным аспектам прохождения частиц высоких энергий в однородном поглотителе уделялось достаточно много внимания /1,53/, так как знание таких фундаментальных характеристик переноса частиц в веществе, как глубина проникновения частиц и распределение выделившейся энергии, необходимо во многих практических приложениях. Однако для случая прохождения протонно-водородных (р-Н) пучков авроральных энергий (ІкэВ-100 кэВ) в атмосферных газах существуют противоречия между результатами разных авторов. В работе /267/ для упрощения расчетов, связанных с прохождением протонных потоков в атмосфере, предложена нормированная функция диссипации (определение функции диссипации см. раздел 5.1.3). Однако в работе /90/ с помощью линейной теории переноса для р- Н пучков с энергиями 5-60 кэВ были рассчитаны нормированные функции распределения выделившейся энергии и сделан вывод, что, по крайней мере для пучков рассмотренных энергий, эти функции зависят от энергии и не совпадают с функцией, предложенной в работе /267/. В работе /251/ было проведено сравнение расчетов характеристик переноса протонных пучков с начальной энергией 1 кэВ в однородном N2 методом Монте-Карло и в приближении непрерывных потерь энергии (CSDA). Были получены некоторые различия в пространственных распределениях выделившейся энергии и частиц пучка, полученных разными методами. Однако для других энергий подобное сравнение не проводилось. Целью данного раздела является сравнение основных характеристик переноса р -Н пучков с энергиями от 1 кэВ до 1 МэВ в однородном N2, полученных методом Монте- Карло и с использованием CSDA. При этом особое внимание будет уделяться ответу на вопрос, может ли малое угловое рассеяние частиц р - Н пучка внести значительные изменения в характеристики переноса по сравнению с моделью без уг лового рассеяния. Основные результаты, представленные в данной главе, были опубликованы в работах/196,212-215/. Для расчетов использован алгоритм метода Монте-Карло, описанный в главе 4. Расчеты в приближении непрерывных потерь энергии (CSDA) проводились по формуле: = Х(£), (6.1) п dl где / - расстояние вдоль траектории частицы; Е - энергия частицы; п - плотность азота; L(E) - функция потерь энергии для равновесногор-Н пучка (см. рис.3.9). В приведенных здесь расчетах предполагалось, что траектории частиц линейные, поэтому для частиц, вылетевших из источника вдоль оси Z, пройденный путь вдоль траектории (/) и глубина проникновения частицы (z) равны. В качестве характеристики глубины проникновения протонного пучка в поглотитель будем рассматривать полную длину пробега R(E0) (определение пробегов см. в разделе 5.1). Отметим, что для протонов, в отличие от электронов, полная длина пробегов является достаточно корректной характеристикой. Связано это, в первую 149