[發(fā)明專(zhuān)利]臨近空間中子環(huán)境仿真方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810477458.4
• 申請(qǐng)日: 2018-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108710753A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱美光;戴利劍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海精密計(jì)量測(cè)試研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 上海航天局專(zhuān)利中心 31107
• 代理人: 余岢

1.一種臨近空間中子環(huán)境仿真方法，其特征在于，包括：

對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)、模型及方法進(jìn)行前期調(diào)研，所述調(diào)研的內(nèi)容包括臨近空間中子輻射的探測(cè)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的模型方法，其中，所述探測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)于后期的計(jì)算模型驗(yàn)證，同時(shí)也為待開(kāi)發(fā)的計(jì)算模型中使用模型方法提供參考，所述模型方法的調(diào)研包括對(duì)比不同的模型和方法，建立符合要求的計(jì)算模型；

建立計(jì)算模型，包括：采用響應(yīng)函數(shù)方法，包括用蒙特卡羅計(jì)算不同位置、高度的大氣層特性，對(duì)不同入射粒子的響應(yīng)，建立響應(yīng)函數(shù)數(shù)據(jù)；給出與所述蒙特卡羅計(jì)算結(jié)果相一致的經(jīng)驗(yàn)物理模型方法，包括利用蒙特卡羅方法總結(jié)不同高度計(jì)算結(jié)果的特征，結(jié)合物理過(guò)程與方法，建立經(jīng)驗(yàn)物理的計(jì)算模型；

計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證，包括將所述計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果與調(diào)研取得的探測(cè)數(shù)據(jù)和同類(lèi)計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證所述計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果的可靠性；

將驗(yàn)證后的計(jì)算模型進(jìn)行封裝，形成友好界面，以通過(guò)簡(jiǎn)單的操作完成各項(xiàng)計(jì)算，并對(duì)所述計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果以圖形展示。

2.如權(quán)利要求1所述的臨近空間中子環(huán)境仿真方法，其特征在于，所述建立計(jì)算模型，包括：

采用Geant4工具包的planetocosmic程序來(lái)計(jì)算宇宙線質(zhì)子和α粒子在地球空間中的輸運(yùn)過(guò)程。

3.如權(quán)利要求2所述的臨近空間中子環(huán)境仿真方法，其特征在于，所述planetocosmic程序的輸入包括宇宙射線譜、大氣模型、地磁場(chǎng)模型，輸出為中子能譜。

4.如權(quán)利要求3所述的臨近空間中子環(huán)境仿真方法，其特征在于，所述宇宙射線譜采用CREME96(The Cosmic Ray Effects on Micro-Electronics(1996 version)模型。

5.如權(quán)利要求3所述的臨近空間中子環(huán)境仿真方法，其特征在于，所述大氣模型采用NRLMSISE-00大氣模型。

6.如權(quán)利要求3所述的臨近空間中子環(huán)境仿真方法，其特征在于，所述地磁場(chǎng)模型采用的是國(guó)際地磁參考場(chǎng)，磁層磁場(chǎng)采用的是Tsyganenko96模型。

7.如權(quán)利要求3所述的臨近空間中子環(huán)境仿真方法，其特征在于，采用響應(yīng)函數(shù)方法，包括用蒙特卡羅計(jì)算不同位置、高度的大氣層特性，對(duì)不同入射粒子的響應(yīng)，建立響應(yīng)函數(shù)數(shù)據(jù)；給出與所述蒙特卡羅計(jì)算結(jié)果相一致的經(jīng)驗(yàn)物理模型方法，包括利用蒙特卡羅方法總結(jié)不同高度計(jì)算結(jié)果的特征，結(jié)合物理過(guò)程與方法，建立經(jīng)驗(yàn)物理的計(jì)算模型，包括：

得到宇宙線能譜，計(jì)算宇宙線粒子在磁場(chǎng)中的輸運(yùn)，得到宇宙線粒子在大氣層頂?shù)哪茏V；

計(jì)算不同高度的大氣成分和密度；

利用蒙特卡羅程序計(jì)算單能質(zhì)子和α粒子入射的條件下，大氣層中產(chǎn)生的中子通量響應(yīng)，得到響應(yīng)矩陣；

對(duì)單能響應(yīng)值進(jìn)行累加進(jìn)行能譜計(jì)算。

8.如權(quán)利要求7所述的臨近空間中子環(huán)境仿真方法，其特征在于，將所述計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果與調(diào)研取得的探測(cè)數(shù)據(jù)和同類(lèi)計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證所述計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果的可靠性，包括：

將所述計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果分別與QARM模型和探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證模型計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。