瞬態電離輻射激勵強電磁脈衝

《瞬態電離輻射激勵強電磁脈衝》是清華大學出版社於2022年出版的書籍，作者是孟萃。

基本介紹

• 中文名：瞬態電離輻射激勵強電磁脈衝
• 作者：孟萃
• 出版時間：2022年7月1日
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302598398
• 定價：98 元

內容簡介

本書講述了電離輻射的概念以及與物質作用的種類，核爆炸的電離輻射激勵電磁脈衝環境的物理機理、分類以及空間分布規律，以雷射慣性約束裝置為例講述地面大科學裝置中的電離輻射激勵強電磁脈衝環境的物理機理與分類，數值模擬方法、瞬態強電磁脈衝環境準確測量的手段與方法，最後介紹了電離輻射總劑量與強電磁脈衝協和效應的研究方法以及強電磁脈衝國際標準概況。

作者簡介

孟萃，博士，清華大學工程物理系長聘副教授，博士生導師，HPEM Fellow。研究領域為電離輻射環境下的強電磁脈衝機理、效應與評估技術。現在是IECSC77C 工作組成員，“中國信息與電子工程科技發展戰略研究中心”特聘專家、中國兵工學會複雜物理場專業委員會委員、中國電磁兼容標準化技術委員會大功率暫態現象標準委員會委員。

目錄

第1章緒論

1.1引言

1.2核爆炸產生的電磁脈衝

1.3輻射模擬裝置產生的電磁脈衝

1.4強電磁脈衝國際標準

參考文獻

第2章電離輻射的種類及其與物質的相互作用

2.1基本概念和術語

2.1.1原子的結構

2.1.2電離輻射的能量

2.2電離輻射的種類

2.2.1常見電離輻射的種類及屬性

2.2.2常見的瞬態電離輻射來源

2.3帶電粒子與物質的相互作用

2.3.1帶電粒子與物質的相互作用概述

2.3.2重帶電粒子與物質的相互作用

2.3.3快電子與物質的相互作用

2.4光子與物質的相互作用

2.4.1作用截面

2.4.2光電效應

2.4.3康普頓效應

2.4.4電子對效應

2.4.5三種效應的比較

2.4.6γ射線窄束的衰減規律

2.5中子與物質的相互作用

2.5.1中子的分類

2.5.2巨觀截面和平均自由程

2.5.3彈性散射

2.5.4非彈性散射

2.5.5中子與空氣的相互作用

參考文獻

第3章時域有限差分算法

3.1研究背景與現狀

3.2時域有限差分方程

3.2.1直角坐標系差分公式

3.2.2收斂性和穩定性分析

3.2.3柱坐標系差分公式

3.3吸收邊界條件

3.3.1Mur吸收邊界

3.3.2完全匹配層吸收邊界

3.4時偏FDTD算法

參考文獻

第4章PIC粒子模擬算法

4.1研究背景與現狀

4.2粒子推動方程

4.3電磁場與粒子的耦合

4.4電流密度的數學表達

參考文獻

第5章高空核爆炸激勵電磁脈衝的物理機理與規律

5.1核爆電磁脈衝物理機理

5.1.1核爆炸γ輻射源

5.1.2γ射線與物質相互作用的衰減規律

5.1.3康普頓效應

5.2高空核爆炸向地面產生的電磁脈衝

5.2.1早期HEMPE1的數值模擬

5.2.2結論

5.3高空核爆炸向衛星軌道產生的色散電磁脈衝

5.3.1爆心附近核電磁脈衝環境

5.3.2爆高的影響

5.3.3爆炸當量的影響

5.3.4電離層對電磁脈衝信號的影響

5.3.5高頻電磁波通過電離層的衰減

5.3.6衛星軌道電場峰值

參考文獻

第6章腔體系統電磁脈衝的物理機理與規律

6.1研究背景與現狀

6.2腔體內SGEMP仿真模型

6.2.1二維仿真模型

6.2.2三維仿真模型

6.3二維模型的仿真結果及規律

6.3.1典型的時域波形

6.3.2X射線能注量的影響

6.3.3X射線脈衝寬度的影響

6.3.4X射線能量的影響

6.4三維模型的仿真結果及規律

6.4.1典型的時域波形

6.4.2腔體內SGEMP的空間分布

6.4.3腔體內SGEMP的頻率特性

6.5腔體外部SGEMP的仿真結果及規律

6.5.1研究現狀

6.5.2三維仿真結果及規律

參考文獻

第7章線纜系統電磁脈衝的物理機理與規律

7.1研究背景與現狀

7.2線纜系統電磁脈衝的物理機理

7.3時域有限差分法的仿真結果與規律

7.3.1時域有限差分方程

7.3.2仿真結果與規律

7.4傳輸線+有限元方法仿真結果及規律

7.4.1簡化模型

7.4.2有限元法

7.4.3仿真結果與規律

參考文獻

第8章源區電磁脈衝的物理機理與規律

8.1研究背景與現狀

8.2地面核爆炸SREMP理論分析

8.2.1早期波過程

8.2.2飽和擴散過程

8.2.3後期準靜態過程

8.3靶室房間SREMP數值模擬

8.3.1靶室房間SREMP仿真模型

8.3.2靶室房間SREMP仿真結果及規律

參考文獻

第9章雷射慣性約束裝置的強電磁脈衝

9.1雷射慣性約束裝置強電磁脈衝的分類

9.2靶室內電磁脈衝

9.2.1雷射打靶中的電磁脈衝現象

9.2.2超熱電子產生電磁脈衝的主要機制

9.2.3超熱電子激勵電磁脈衝模擬

9.3能庫電磁脈衝的實驗研究

參考文獻

第10章瞬態強電磁脈衝測量

10.1DDot感測器

10.1.1DDot電場感測器原理

10.1.2等效電荷法用於DDot探頭形狀設計

10.1.3DDot感測器尺寸設計

10.2Efield感測器

10.2.1Efield電場感測器原理

10.2.2感測器信號接收電路

10.2.3電光調製電路

10.2.4光接收機

10.3BDot磁場感測器

10.3.1SSL磁場感測器

10.3.2MSL磁場感測器

10.3.3CML磁場感測器

10.4MGL磁場感測器

10.4.1差模MGL感測器

10.4.2共模MGL感測器

10.5瞬態強電磁脈衝測量系統的組成

10.6信號反演算法

10.6.1微分感測器的軟硬體信號處理方式

10.6.2基於MAP的信號處理算法

10.6.3基於MAP算法的實驗驗證

10.6.4不同波形的適應性驗證

參考文獻

第11章瞬態強電磁脈衝感測器校準

11.1基本校準方法

11.2標準電磁場產生裝置

11.2.1TEM小室

11.2.2GTEM小室

11.2.3鏡面單錐TEM小室

11.3頻域校準方法

11.4時域聯合校準方法

11.4.1幅度靈敏度校準

11.4.2上升時間校準

參考文獻

第12章電離輻射及強電磁脈衝協和效應

12.1電離輻射總劑量效應

12.1.1SiO2介質材料輻射損傷機理

12.1.2SiSiO2界面電荷

12.1.3MOS器件電參數變化

12.2強電磁脈衝效應

12.2.1電路各結構的強電磁脈衝效應

12.2.2典型的半導體器件的電磁脈衝損傷機理

12.3電離輻射總劑量與強電磁脈衝協和效應

12.3.1協和效應測試方法

12.3.2器件級研究現狀

12.3.3ADC晶片的實驗結果

12.4機率閾值分析

參考文獻

第13章國際標準概況

13.1IEC SC77C發布的HPEM相關標準

13.2其他國際組織發布的HPEM相關標準

13.2.1ITUT發布的電信中心的HPEM防護建議

13.2.2IEEE制定的公共可訪問計算機的HPEM防護標準

13.2.3CIGRE制定的高壓變電站電子設備的HPEM防護建議

13.3歐盟發布的HPEM相關檔案

13.4各國發布的HPEM相關標準

13.4.1美國軍用HEMP標準

13.4.2中國的HPEM相關標準

13.4.3其他各國發布的HPEM相關標準

參考文獻