等离子体中X射线透过率分析及潜在通信应用研究

• 作者: 徐能 李瑶 盛立志 苏桐 赵宝升 雷凡
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: X射线 等离子体鞘套 透过率
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 总论
• 页码范围: 175-183
• 页数: 9页
• 字数: 4114字
• 语种: 中文

摘要

X射线具有波长短、光子能量高等特点,有望在等离子体环境中实现信息的有效传输.本文首先采用基于连续介质中的WKB分层法,研究了黑障条件下,X射线在非均匀等离子体鞘套中的透过率特性,仿真了不同等离子体电子密度和碰撞频率下X射线信号的透过率,理论上证明了X射线可用于黑障区信息传输的可行性.其次通过搭建环形扩散辉光放电等离子体发生器及实验验证系统,进行了国内外首次X射线穿过等离子体鞘套的验证实验.实验结果表明,等离子体对X射线信号的透过率存在一定程度的衰减,透过等离子体前后的X射线信号能谱轮廓相似度优于95.5％,能谱峰值点的偏移量小于1.3％.此外,在原有理论模型的基础上,考虑等离子中的粒子与X射线的碰撞、吸收效应,优化了X射线在等离子体中的透过率模型,与传统的理论方法相比,该模型可对实验现象进行更好的解释.同时计算了X射线在临近空间的透过率,并分析了X射线通信所能达到的潜在指标.这些结果有望为解决黑障区信号传输提供一定的理论与实验依据.