强激光与粒子束

作者：曹盼, 郝建红, 薛碧曦, 赵强, 张芳, 范杰清, 董志伟,

关键词：人工辐射带, 地磁活动水平, 波粒互作用, VERB模型, 福克-普朗克方程,

人工辐射带对空间飞行器寿命和性能存在潜在威胁，高纬度爆点产生的大量高能粒子会注入地球外辐射带，而外辐射带相较于内辐射带更容易受到地磁活动的影响。基于VERB3D模型构建了人工辐射带模型，并从三个参量对高L壳层人工辐射带内的电子的扩散和演化进行了数值模拟，研究分析了地磁活动对电子演化规律的影响。强地磁活动不仅会导致等离子体层发生明显内缩，还会使等离子体层内外波的水平指数级增强。由于波粒互作用是辐射带粒子扩散的主要机制，因此强地磁活动会显著加速人工辐射带的扩散过程。当地磁活动剧烈时，原本非均匀分布的人工辐射带电子会经历明显的扩散加速过程，电子通量显著衰减，在较短时间内达到径向、能量和投掷角的稳定分布状态，这种稳定分布的高能电子通量也会受到地磁活动的显著影响而持续下降。人工辐射带的加速扩散将有效降低其对空间飞行器的损伤程度，可为空间飞行器的防护设计提供新的理论依据。

来源：2025年第8期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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