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

Прохождение электронных и протонно-водородных пучков в атмосфере Земли моделирования процесса переноса электронов для широкого диапазона начальных энергий (от 50 эВ до десятков килоэлектрон-вольт). Основные достоинства этого алгоритма определяются адекватным выбором входных параметров и корректностью реализации особенностей взаимодействия электронов с веществом: входные параметры модели включали трехкомпонентную модель нейтральной атмосферы Земли, состоящую из N2, 0 2и О; детальный набор сечений упругого и неупругого рассеяния электронов атмосферными газами; дипольное магнитное поле; особенности реализации переноса учитывали трехмерный характер переноса; дискретность в потерях энергии при неупругих столкновениях и угловое рассеяние в интервале углов 0-180°; перенос вторичных электронов всех поколений, родившихся в ионизационных столкновениях; перенос всех электронов вплоть до энергий в 1 эВ. 1.2.2. Модели переноса авроральных протонов в атмосфере Земли Начиная с 50-х годов появляются работы, в которых авторы с различной степенью подробности моделируют перенос стационарных протонно-водородных пучков для получения отдельных характеристик переноса, связанных с авроральными явлениями. Использованные при этом методы, так же как и для электронных пучков, можно разделить на три группы: метод непрерывных потерь энергии, методы прямого решения кинетического уравнения переноса, метод статистического моделирования (метод Монте-Карло). Использование приближения непрерывных потерь является наиболее простым методом, позволяющим моделировать основные особенности распространения частиц в среде. Изложение данного метода можно найти, например, в работах /1,251/. В реализации метода непрерывных потерь различными авторами имеются некоторые отличия. В ранних работах (/179/, обзор в /28/), использовались данные по интегральным длинам пробегов протонов в атмосфере без разделения вкладов отдельных процессов взаимодействия. С помощью этой упрощенной модели исследовалось высотное изменение энергетических и питч-угловых спектров протонных пучков с различными начальными угловыми распределениями. В более современных работах /251,252,267/ использовались более подробные сведения о сечениях взаимодействия протонов и Н- атомов с атмосферными газами, например /138,139/. Наряду с решением чисто транспортных задач большое внимание уделялось решению задачи о восстановлении начального энергетического спектра протонов по контурам бальмеровских линий в полярных сияниях /6,27,67/. Прямые методы решения уравнения переноса получили наибольшее развитие при исследовании вопросов переноса нейтронов /42/ и электронов (см. ссылки в разделе 1.2.1). Для случая переноса протонно-водородных пучков авроральных энергий в атмосфере наиболее последовательное развитие получила линейная теория переноса в работах /88,90,201,202/. Основные допущения, используемые в данном приближении: плоско-параллельная среда, однородное магнитное поле, отсутствует угловое рассеяние частиц пучка при столкновениях, не учитывается упругое рассеяние, потери энергии считаются одинаковыми для всех неупругих столкновений. В работе /201/ поглотитель считался однокомпонентным (N2) В работе /90/ эта схема применена для случая трехкомпонентной атмосферы (N2, 0 2, О). В дальнейшем развитии этого метода в работах /88,202/ аналитические расчеты заменены численными, что позволило учесть зависимость отношения равновесных концентраций протонов и атомов водорода в пучке 19