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

Прохождение электронных и протонно-водородных пучков в атмосфере Земли Для более наглядной иллюстрации процесса фокусировки- расплывания р -Н пучка на рис.6.15 приведены зависимости эффективных радиусов от высоты для изотропных пучков с начальными энергиями 1-100 кэВ. Эффективный радиус определялся как радиус окружности, внутри которой пересекают данную высоту 80% частиц. На каждой кривой звездочкой отмечена высота максимума соответствующего профиля выделения энергии. Ясно видно, что вблизи максимума профиля выделения энергии радиус пучка быстро уменьшается с уменьшением высоты. Рис.6.15. Эффективный радиус пучка в зависимости от высоты в атмосфере для изотропных протонно-водородных пучков с различными начальными энергиями 6.2.4. Эволюция зарядового состава пучка Известно, что при прохождении протонного пучка в газе в результате многократных циклов перезарядки пучок становится зарядово-равновесным (см. главу 3), причем доли протонов и атомов водорода в равновесном пучке зависят только от сечений перезарядки и обдирки для частиц данной энергии в данном газе. Однако в атмосфере при наличии неоднородного (дипольного) магнитного поля происходит разделение частиц по заряду: поле задерживает протоны на больших высотах, а нейтральные Н-атомы проходят ниже. В частности, это приводит к появлению дополнительного максимума в высотном профиле выделения энергии для мононаправленных пучков с большими питч-углами, что обсуждалось выше. Таким образом, в этом случае нельзя говорить о зарядовом равновесии в том же смысле, что в случае однородного газа без поля. Имеет место только приблизительное равновесие. Рассмотрим эволюцию зарядового состава пучка в зависимости от высоты в атмосфере. На рис.6.16-6.17 показаны высотные профили потоков протонов и атомов водорода, рассчитанные по четырем моделям учета магнитного поля. Предполагалось, что источник на высоте 700 км испускает изотропный пучок протонов единичной интенсивности. 163