【菜科解读】

　　劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）与空军技术学院（AFIT）之间的一项研究合作，研究了核装置爆炸产生的中子能量如何影响小行星的偏转。

　　科学家们比较了代表裂变和聚变中子的两种不同中子能源产生的小行星偏转，从而可以进行并列比较。

目的是了解核爆炸释放的中子能更适合偏转小行星，以及为什么能为优化偏转性能铺平道路。

　　这项工作在《航天学报》上进行了介绍， 由兰辛·霍兰四世领导，是在LLNL的AFIT核工程硕士课程期间与LLNL的行星防御和武器输出小组合作的一部分。

LLNL的合著者包括LLNL武器和复杂整合首席委员会的Megan Bruck Syal和Joseph Wasem，AFIT的合著者包括Darren Holland和Maj。

James Bevins。

　　霍兰说：“由于中子比X射线更具穿透性，因此研究小组的工作重点是核爆炸产生的中子辐射。

”

　　他说：“这意味着中子产量可能会加热更多数量的小行星表面物质，因此比X射线产量更有效地偏转小行星。

”

　　不同能量的中子可以通过不同的相互作用机制与相同的材料相互作用。

通过改变沉积能量的分布和强度，也可以影响所产生的小行星偏转。

　　研究表明，能量沉积分布图（绘制了小行星弯曲表面处和下方的空间位置，能量以不同的分布分布）在本研究中比较的两种中子能量之间可能有很大不同。

当沉积的能量在小行星中的分布不同时，这意味着熔化/汽化的吹扫碎屑会在数量和速度上发生变化，这最终决定了小行星的速度变化。

　　霍兰说：“击败小行星有两种基本选择：破坏或偏转。

”

　　破坏是向小行星赋予如此多能量的一种方法，以至于它被粉碎成许多以极快的速度运动的碎片。

　　他说：“过去的工作发现，原始小行星质量的99.5％以上会错过地球。

” “如果小行星撞击之前的警告时间短和/或小行星相对较小，则可能会考虑采用这种破坏途径。

”

　　偏转是一种较平缓的方法，它涉及向小行星传递较少量的能量，保持物体完好无损并以略微变化的速度将其推入稍稍不同的轨道。

　　霍兰说：“随着时间的流逝，即使在发生撞击之前的许多年里，即使是微小的速度变化也可能导致失地距离加在一起。

” “如果我们有足够的预警时间来做出这种回应，那么通常更倾向于使用偏转作为更安全，更‘优雅‘的选择。

这就是为什么我们的工作集中在挠度上的原因。

”

　　将能量沉积与小行星反应联系起来

　　这项工作分两个主要阶段进行，包括中子能量沉积和小行星偏转反应。

　　对于能量沉积阶段，洛斯阿拉莫斯国家实验室的蒙特卡洛N粒子（MCNP）辐射传输代码用于模拟在本研究中进行比较的所有不同案例研究。

MCNP模拟了向300 m SiO 2（氧化硅）球形小行星辐射的中子的僵持爆炸。

小行星被成百上千的同心球和封装的圆锥体分隔，形成成千上万个细胞，并且对每个单个细胞进行了能量沉积和跟踪，以生成整个小行星的能量沉积曲线或能量的空间分布。

　　对于小行星偏转阶段，使用了LLNL的2D和3D任意拉格朗日欧拉（ALE3D）流体力学代码来模拟小行星材料对考虑的能量沉积的响应。

导入了MCNP生成的能量沉积剖面，并将其映射到ALE3D小行星中以初始化模拟。

对于中子产率和中子能量的各种配置，获得了所产生的偏转速度变化，从而可以量化中子能量对所产生的偏转的影响。

　　霍兰说：“这项工作是核变形模拟向前迈出的一小步。

”

　　他说：“一个最终目标是确定最佳中子能谱，即以最理想的方式沉积能量的中子能量输出的扩散，以最大程度地提高速度变化或偏转。

” “本文揭示了特定的中子能量输出会影响小行星的偏转性能，以及为什么会发生这种现象，这是迈向更大目标的垫脚石。

”

　　研究表明：能量沉积数据的精度和准确性很重要。

他说：“如果能量沉积输入不正确，我们对小行星的偏转输出就不会有太大的信心。

” “我们现在知道，能量沉积曲线对于用于偏转大型小行星的大产率至关重要。

”

　　他说：“如果有减轻大型传入小行星的计划，则应考虑能量沉积的空间分布，以正确地模拟预期的小行星速度变化。

”

　　他说：“另一方面，能量耦合效率始终是重要的考虑因素，即使对于小型小行星而言产量较低。

” “我们发现能量沉积量是最强烈地预测小行星整体挠度的因素，对最终速度变化的影响大于空间分布。

”

　　为了计划小行星的缓解任务，有必要考虑这些能量参数以具有正确的模拟和期望。

　　霍兰说：“重要的是，我们必须进一步研究和了解所有小行星缓解技术，以使我们的工具包中的工具发挥最大作用。

” “在某些情况下，使用核装置使小行星偏转将比无核替代品具有多个优势。

实际上，如果预警时间短和/或入射小行星很大，则核爆炸可能是我们偏转和/或破坏的唯一实际选择。

”

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