激波厚度與阿爾芬波對(duì)激波加速粒子的影響.pdf

1、太陽(yáng)高能粒子(SEPs)是太陽(yáng)爆發(fā)過(guò)程中能量劇烈釋放的一種表現(xiàn)。受不同加速機(jī)制的作用，帶電粒子或電子通常在從太陽(yáng)低層大氣到行星際的廣泛空間尺度上被加速到10 keV/nucl到GeV/nucl的能量，沿著扇形磁場(chǎng)向地球行進(jìn)。這些高能粒子嚴(yán)重干擾了人類的活動(dòng)，所以對(duì)粒子加速機(jī)制的研究，特別是對(duì)激波加速的研究，對(duì)即時(shí)預(yù)警空間災(zāi)害性天氣，并盡可能減少由此帶來(lái)的損失，有著極其重要的實(shí)際意義。 第一章首先介紹了太陽(yáng)高能粒子(SEPs)對(duì)人

2、類活動(dòng)的干擾，例如微波通訊、航空和航海導(dǎo)航乃至地面的電力供應(yīng)系統(tǒng)等都會(huì)受到嚴(yán)重影響，然后介紹了SEP事件的分類：脈沖事件和緩變事件，兩類事件在時(shí)間輪廓、電離度及元素豐度以及加速機(jī)制方面有著巨大差異。普遍認(rèn)為CME驅(qū)動(dòng)激波是緩變SEP事件的主要加速機(jī)制。 第二章對(duì)激波加速粒子的觀測(cè)進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)。通過(guò)對(duì)日冕物質(zhì)拋射的觀察以及對(duì)幾個(gè)典型事例的觀測(cè)對(duì)SEPs攜帶的諸如能譜、電離度、元素及同位素豐度等信息進(jìn)行了解讀，分析研究了SEPs的

3、性質(zhì)和粒子加速的物理過(guò)程，重點(diǎn)討論了激波加速在觀測(cè)中的角色。 第三章討論了擴(kuò)散激波加速理論以及數(shù)值模擬的進(jìn)展。激波漂移加速和擴(kuò)散加速是二種主要的激波加速機(jī)制，并且擴(kuò)散激波加速?gòu)慕馕龊蛿?shù)值模擬兩個(gè)方面已得到廣泛研究，在忽略加速粒子對(duì)激波結(jié)構(gòu)的影響下主要采用試驗(yàn)粒子方法，混合模擬和蒙特卡羅模擬方法在數(shù)值計(jì)算．中也是經(jīng)常被使用。 第四章通過(guò)數(shù)值求解一維擴(kuò)散方程探討在準(zhǔn)平行激波傳播條件下激波厚度對(duì)粒子加速的影響，研究粒子分布函數(shù)

4、的演化與激波厚度內(nèi)稟關(guān)系。結(jié)果表明：(1)考慮激波厚度時(shí)，粒子能譜呈單冪律分布，譜指數(shù)明顯依賴于激波厚度，隨著厚度增大，低能端(3-10 MeV)譜指數(shù)從2.1增大到3.7，能譜逐漸變軟；隨著初始注入動(dòng)量的增大，質(zhì)子能量分布譜指數(shù)從4.3減小到3.1，且與零厚度激波加速的譜指數(shù)差值縮?。划?dāng)厚度不變時(shí)，隨著壓縮比r從2增大到4，基本達(dá)到穩(wěn)態(tài)分布時(shí)的粒子能譜指數(shù)逐漸從4.0減小到1.8。 第五章通過(guò)數(shù)值求解包含二階費(fèi)米加速的一維擴(kuò)散