劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 核装置的间隔爆炸照射小行星，并在表面和表面下储存能量
在这项工作中，两个中子产额(50 kt和1 Mt)和两个中子能量(14
1兆电子伏和1兆电子伏)是并列比较的主要病例研究
黑点代表核装置的位置
小行星上的颜色显示了不同中子能量沉积的强度和分布
深蓝色表示小行星保持固态的位置
所有其他颜色都是物质熔化和/或蒸发的地方，这使得喷出的碎片，改变小行星的速度和偏转
请注意，在这项研究中考虑的小行星直径为300米，但上面的图片显示的小行星直径为0
直径8米和5米-这仅仅是为了可视化的目的，以扩大能量沉积的面积
荣誉:劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)和空军技术研究所(AFIT)之间的一项研究合作调查了核装置爆炸产生的中子能量输出如何影响小行星的偏转
科学家们比较了两种不同的中子能量源(裂变中子和聚变中子的代表)导致的小行星偏转，以便进行并排比较
目标是了解核爆炸释放的中子能量更有利于偏转小行星，以及为什么，这可能为优化偏转性能铺平道路
这项工作刊登在《宇航学报》上，由兰辛·霍兰四世领导，是他在AFIT攻读核工程硕士期间与LLNL的行星防御和武器输出小组合作的一部分
来自LLNL的合著者包括来自LLNL的武器和复杂集成主要理事会的Megan Bruck Syal和Joseph Wasem，来自AFIT的合著者包括Darren Holland和Maj
詹姆斯·贝文斯
霍兰说，研究小组关注的是核爆炸产生的中子辐射，因为中子比x光更具穿透性
“这意味着中子产额可能会加热更多的小行星表面物质，因此比x光产额更有效地偏转小行星，”他说
不同能量的中子可以通过不同的相互作用机制与同一种物质相互作用
通过改变沉积能量的分布和强度，小行星偏转也会受到影响
这项研究表明，能量沉积剖面图——描绘了小行星曲面及其下方的空间位置，在那里能量以不同的分布沉积——在这项工作中比较的两种中子能量之间可能有很大的不同
当沉积的能量在小行星中以不同的方式分布时，这意味着熔化/蒸发的爆炸碎片的数量和速度会发生变化，这最终决定了小行星最终的速度变化
击败小行星 霍兰说，击败小行星有两个基本选择:分裂或偏转
分裂是一种向小行星传递如此多能量的方法，以至于它被强力粉碎成许多以极快速度运动的碎片
“过去的工作发现，超过99
5%的原始小行星质量会错过地球，”他说
“如果小行星撞击前的预警时间很短和/或小行星相对较小，可能会考虑这种破坏路径
" 偏转是更温和的方法，包括向小行星传递少量能量，保持物体完好无损，并以稍微改变的速度将其推到稍微不同的轨道上
霍兰说:“随着时间的推移，在撞击发生前的许多年里，即使是微小的速度变化也可能导致地球消失。”
“如果我们有足够的预警时间来做出这种反应，偏转通常可能是更安全、更‘优雅’的选择
这就是为什么我们的工作侧重于偏转
" 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响应
在能量沉积阶段，洛斯阿拉莫斯国家实验室的蒙特卡罗氮粒子(MCNP)辐射传输代码用于模拟本研究中比较的所有不同案例研究
MCNP模拟了向一颗300米长的二氧化硅球形小行星辐射的中子的间隔爆炸
小行星被数百个同心球体和封装的圆锥体分割，形成数十万个细胞，对每个细胞的能量沉积进行计数和跟踪，以生成整个小行星的能量沉积轮廓或能量的空间分布
对于小行星偏转阶段，LLNL的2D和三维任意拉格朗日-欧拉(ALE3D)流体动力学代码用于模拟小行星材料对所考虑的能量沉积的响应
MCNP生成的能量沉积剖面被导入并映射到ALE3D小行星上，以启动模拟
对于中子产额和中子能量的各种配置，获得了最终的偏转速度变化，从而可以量化中子能量对最终偏转的影响
偏转一小步 霍兰说，这项工作是核偏转模拟向前迈出的一小步
“一个最终目标是确定最佳中子能谱，中子能量输出的扩散，以最理想的方式储存能量，最大化最终的速度变化或偏转，”他说
“这篇论文揭示了特定的中子能量输出能够影响小行星的偏转性能，以及为什么会发生这种情况，作为迈向更大目标的敲门砖
" 霍兰说，研究表明，能量沉积数据的精度和准确性很重要
“如果能量沉积输入不正确，我们就不应该对小行星偏转输出有太多信心，”他说
“我们现在知道，能量沉积剖面对于用于偏转大的小行星的大产量是最重要的
" 他说，如果有一个计划来减轻一个大的小行星的到来，能量沉积的空间分布应该得到考虑，以正确地模拟预期的小行星速度变化
“另一方面，能量耦合效率始终是需要考虑的重要因素，即使对小行星来说产量很低，”他说
“我们发现，能量沉积量是最能有力预测小行星整体偏转的因素，它对最终速度变化的影响比对空间分布的影响更大
" 为了规划小行星减缓任务，有必要考虑这些能量参数，以便进行正确的模拟和预测
霍兰说:“为了最大限度地利用我们工具包中的工具，我们进一步研究和了解所有小行星减缓技术非常重要。”
“在某些情况下，使用核装置来偏转小行星比非核装置有几个优势
事实上，如果预警时间很短和/或小行星事件很大，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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