Galacticcosmicraymodel2019-08-30發(fā)布中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)使用翻譯法等同采用ISO15390:2004《空間環(huán)境(自然與人工)銀河宇宙線模型》。本標(biāo)準(zhǔn)做了下列編輯性修改：——增加了對(duì)各公式中相關(guān)物理符號(hào)的解釋，以便于理解和應(yīng)用本標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)公式；——增加了參考文獻(xiàn)，以標(biāo)識(shí)本標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)公式的來(lái)源。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)宇航技術(shù)及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC425)提出并歸口。儀空間技術(shù)有限公司。ⅡISO15390銀河宇宙線(GCR)模型是基于文獻(xiàn)[1]和參考文獻(xiàn)[2]),其數(shù)據(jù)來(lái)源是20世紀(jì)90年代早期的質(zhì)子、He和重離子的通量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。需模型(見參考文獻(xiàn)[3]),模型中的相關(guān)公式都是數(shù)據(jù)擬合公式(量綱無(wú)法完全對(duì)應(yīng)),而不是理論推導(dǎo)公獻(xiàn)[4])和CREME2009模型(見參考文獻(xiàn)[5]),均使用了ISO15390模型(見參考文獻(xiàn)[6])。1本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用于分析銀河宇宙線對(duì)空間硬件、生物體和其他物體的輻射效應(yīng)的模型，為科學(xué)研究提供銀河宇宙線通量的實(shí)驗(yàn)論據(jù)。本標(biāo)準(zhǔn)給出了能量范圍為10MeV～10?MeV的銀河宇宙線粒子(近地空間地磁場(chǎng)外的電子、質(zhì)子和核電荷數(shù)為Z=2到92的粒子)的模型參數(shù)。2術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。銀河宇宙射線來(lái)自于星際空間穿透日球?qū)拥母吣軒щ娏Ｗ恿?。WW=10g+f宇宙線粒子通量隨剛度的分布。宇宙線粒子通量隨能量的分布。3模型原理3.1本模型描述了在22年太陽(yáng)活動(dòng)周期中GCR的通量隨太陽(yáng)活動(dòng)和在大尺度日球?qū)哟艌?chǎng)(太陽(yáng)極區(qū)磁場(chǎng))的變化。3.2在地磁層外的地球軌道上，GCR通量的角分布為各向同性。3.3太陽(yáng)活動(dòng)以12個(gè)月的沃爾夫數(shù)(太陽(yáng)黑子數(shù))的平均值(W)表征。3.4假設(shè)大尺度日球?qū)哟艌?chǎng)的變化與太陽(yáng)極區(qū)磁場(chǎng)的變化成正比，而太陽(yáng)極區(qū)磁場(chǎng)的強(qiáng)度和極性取決于太陽(yáng)活動(dòng)水平以及太陽(yáng)活動(dòng)周編號(hào)為奇數(shù)或偶數(shù)，按式(1)計(jì)算(見參考文獻(xiàn)[1])。2M——日球?qū)哟艌?chǎng)的變化幅度，無(wú)量綱；W——平均太陽(yáng)黑子數(shù)，無(wú)量綱；t——發(fā)生極區(qū)磁場(chǎng)翻轉(zhuǎn)的時(shí)刻，單位為年；n——太陽(yáng)活動(dòng)周數(shù)，無(wú)量綱；t聲——在第n個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周中太陽(yáng)極大值年時(shí)發(fā)生極區(qū)磁場(chǎng)翻轉(zhuǎn)的時(shí)間(粒子通量預(yù)測(cè)值建議為：t吉=1958.21;=1968.87;=1979.96;t=1989.46;t=2000.71;t=2011.3),單位為年；Wm*——在第n個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周中太陽(yáng)活動(dòng)的最高水平，以太陽(yáng)黑子數(shù)表示，無(wú)量綱；Wmin——在第n個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周中太陽(yáng)活動(dòng)的最低水平，以太陽(yáng)黑子數(shù)表示，無(wú)量綱。3.5GCR的大尺度調(diào)制的動(dòng)力學(xué)過程可由日球?qū)诱{(diào)制電勢(shì)R。(t,R)表征，對(duì)于t時(shí)刻，剛度為R的粒子，按式(2)計(jì)算。式中：R?——日光層的有效調(diào)制電勢(shì)，單位為吉電子伏(GeV);W——太陽(yáng)黑子數(shù)，無(wú)量綱；R——?jiǎng)偠?，單位為吉電子?GeV)。3.6銀河宇宙線通量相對(duì)于太陽(yáng)活動(dòng)的變化的滯后時(shí)間△t(n,R,t)與粒子的磁剛度R、太陽(yáng)活動(dòng)周編號(hào)n是奇數(shù)還是偶數(shù)以及太陽(yáng)周相位有關(guān)，按式(3)計(jì)算。式中：△t——銀河宇宙線通量相對(duì)于太陽(yáng)活動(dòng)的變化的滯后時(shí)間，單位為年；T+——太陽(yáng)活動(dòng)偶數(shù)周，無(wú)量綱；T_——太陽(yáng)活動(dòng)奇數(shù)周，無(wú)量綱；r——銀河宇宙線通量相對(duì)于太陽(yáng)活動(dòng)的滯后變化的時(shí)間函數(shù)，無(wú)量綱。銀河宇宙線相對(duì)于太陽(yáng)活動(dòng)的滯后幅度與太陽(yáng)活動(dòng)偶數(shù)周的粒子剛度無(wú)關(guān)。對(duì)于太陽(yáng)活動(dòng)偶數(shù)周(T+),按式(4)計(jì)算：對(duì)于太陽(yáng)活動(dòng)奇數(shù)周(T-),按式(5)計(jì)算： (5)式(3)中滯后變化的時(shí)間函數(shù)按式(6)計(jì)算： (6)4GCR剛度和能譜4.1總則在GCR模型中，粒子通量剛度和能譜可以先后計(jì)算得到。3'按式(7)計(jì)算。4.2.1在給定時(shí)間t的剛度為R的GCR粒子的剛度譜φ;(R,t)(s·m2·sr·GeV)-'按式(7)計(jì)算。 (9)A;——粒子i的原子量，無(wú)量綱(參見表1和表2);Z;——粒子i的核電荷數(shù)，無(wú)量綱(參見表1和表2)。C;、a;、γ;分別為i粒子的非調(diào)制剛度譜參數(shù)。對(duì)Z≤28對(duì)于質(zhì)子，mp=0.938GeV;對(duì)其他核式中，的數(shù)值見表2。4.3.1在給定時(shí)間t,能量為E的GCR粒子能譜F(E,t)(s·m2·sr·GeV)-1可按式(11)計(jì)算。 (11)F(E,t)——給定時(shí)間t,能量為E的GCR粒子能譜，單位為(s·m2·sr·GeV)-1;4對(duì)A;≥2的粒子，單位為(s·m2·sr·MeV/核子)-1。4.3.2對(duì)剛度為R的GCR粒子，動(dòng)能為E,單位為GeV(對(duì)核子，則為GeV/核子),按式(12)計(jì)算。 (12)4.3.4標(biāo)準(zhǔn)偏差值[σF?(ED]按式(15)計(jì)算。 (13) (14) (15)式中：oF?(E?D——GCR粒子能譜F(E,t)的標(biāo)準(zhǔn)偏差值，單位為(s·m2·sr·GeV)-'。表1Z≤28的GCR粒子剛度譜和參數(shù)Z粒子e1H2319.5士1.5417.7土1.34.30土0.125B6C7N8O9F3.00士0.10P4.04土0.41SK5表1(續(xù))Z粒子V9.32土0.242.63土0.01注1:對(duì)Z>2的核子，C;、γ;、a;為包括各自同位素注2:符合元素周期表中Z>2的核子，對(duì)應(yīng)于自然元素豐度的原子質(zhì)量取值為對(duì)電子而言，參,R.=1GeV.Z粒子Y6Z粒子8.8×10-'J4.3×10-'WZ粒子0000000Umicrayfluxes,Nucl.TracksRadiat.Meas.,1992,20(3),427-429.diction.Adv.Space.Res.1996,17(2):19-30.regularitiesandinfluenceonparticleenergyspect[4]Tylka,A.J.,AdamsJr.,J.H.,Boberg,P.R.,BrowE.O.,eterson,E.L.,Shea,M.A.,Smart,D.F.,Smith,E.J.CREME96:Arevisionofthecosmicreffects