陈剑楠，陶应龙，陈再高，王 玥

(1.西北核技术研究所，西安710024；2.西安交通大学电子与信息工程学院，西安710049)

系统电磁脉冲(system-generated electromagnetic pulse, SGEMP)是X射线或γ射线作用于腔体并在腔体内外引发的电磁脉冲，是核电磁脉冲的重点研究内容之一[1]。由于高空环境下空气稀薄，X射线与γ射线的作用范围和破坏影响相当大，所以需要解决卫星、弹道导弹等空间飞行器在强射线辐射环境中的生存问题。在SGEMP模拟中，电子发射状态的确定对SGEMP计算结果起决定性作用。模拟中，为了简化计算，电子状态参数通常取近似值[2-4]。本文利用蒙特卡罗(Monte Carlo, MC)程序MCNP模拟了X射线辐照圆柱腔体的光电子发射过程，计算了SGEMP模拟中需要的发射电子能谱、角分布、光电产额及不同黑体温度X射线的能谱参数。在计算电子能谱中表征射线能量的能谱参数E1时，发现了用射线黑体温度T代替E1的近似取值方法，并利用全电磁粒子模拟(particle in cell, PIC)程序对MC模拟和近似取值两种能谱取值方式下的SGEMP计算结果，进行了对比分析。

1 计算模型

计算模型如图1所示。一束平行X射线沿轴向均匀照射在圆柱腔体的端面。圆柱腔体外径D为21 cm，柱长L为21 cm，材料为铝。X射线能谱是温度为T的黑体辐射谱。X射线时间谱为

N(t)=N0sin2[πt/(2τ)]

(1)

其中，τ为半高宽;N0为积分常量。电子发射面取为受照的端面。因为发射面为平面，所以可认为整个端面是均匀发射，各点发射状态相同。

图1计算模型Fig.1Computational model

X射线入射腔体，与腔体介质发生相互作用，主要是光电效应，在端面的内、外壁面分别向腔外和腔内发射光电子，从而在系统周围和内部激励电磁脉冲，产生的电磁场为TM模。……