• 제목/요약/키워드: cosmic-rays

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Study of Weak Astrophysical Shock Waves using a PIC Code

  • 권혜원;류동수
    • 천문학회보
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    • 제36권2호
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    • pp.109.1-109.1
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    • 2011
  • Shock waves are ubiquitous in astrophysical environments. In particular, shocks formed by merger of subclumps, infall of matter and internal flow motion in intracluster media (ICMs) and cluster outskirts are relatively weak with Mach number M ${\lesssim}$ a few. At such weak shocks, it has been believed that the diffusive shock acceleration (DSA) of cosmic rays is rather inefficient. Yet, the presence of nonthermal phenomena, such as radio halos and relics, suggests that contrary to the expectation, DSA as well as magnetic field amplification should operate at weak shocks in cluster environments. We recently initiated a study of weak, collisionless, astrophysical shocks using a PIC(Particle-in-Cell) code. The PIC code describes the motion of electron and ion particles under the electromagnetic field which is represented in grid zones. Here, we present a preliminary work of one-dimensional simulations. We show how shocks are set up as the turbulent electromagnetic field is developed in the shock transition layer, and discuss the implication on DSA and magnetic field amplification.

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ACTIVE GALACTIC NUCLEUS INTERACTION WITH THE HOT GAS ENVIRONMENT: UNDERSTANDING FROM THE RADIO AND X-RAY DATA

  • LAL, DHARAM V.
    • 천문학논총
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    • 제30권2호
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    • pp.423-427
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    • 2015
  • Recognition of the role of radio galaxies in the universe has been increasing in recent years. Their colossal energy output over huge volumes is now widely believed to play a key role not only in the formation of galaxies and their supermassive black holes, but also in the evolution of clusters of galaxies and, possibly, the cosmic web itself. In this regard, we need to understand the inflation of radio bubbles in the hot gas atmospheres of clusters and the importance of the role that radio galaxies play in the overall energy budget of the intracluster medium. Here, we present results from X-ray and radio band observations of the hot gas atmospheres of powerful, nearby radio galaxies in poor clusters.

Supernova Remnants, Supernovae, and Their Progenitors

  • 구본철
    • 천문학회보
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    • 제37권2호
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    • pp.64-64
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    • 2012
  • Supernova remnants (SNRs) are beautiful and diverse. Individual SNRs have their own distinctive features. The morphology and physical characteristics of young SNRs result from the interaction of supernova (SN) ejecta with circumstellar medium, while those of old SNRs result from the interaction of SN blast wave with the interstellar medium. The diversity of SNRs reflects different types of SN and the broad physical conditions in their environments, which are ultimately related to the formation and evolutionary history of progenitor stars. The importance of SNe and SNRs as the sources of heavy elements, cosmic rays, dusts, hot coronal gases, and interstellar turbulences depends on their types and environments. In this talk, I discuss the connections among SNRs, SNe, and their progenitors, and the consequences on the characteristics and astrophysical roles of SNRs.

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천문시설에서 활용할 천문교육 콘텐츠 개발

  • 이강환;백창현;권순길
    • 천문학회보
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    • 제36권1호
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    • pp.78.1-78.1
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    • 2011
  • 현재 국내에는 약 30여 개의 종합(관측실과 투영관이 있는) 천문시설이 운영 중에 있으며 매년 2-3개의 시설이 추가로 건설 되고 있다. 대부분의 천문시설에서는 별자리 설명, 천체투영관에서의 영상물 상영, 그리고 천체망원경을 이용한 관측실습 등 한정된 소재와 일관된 형식의 천문교육 프로그램을 운영 하고 있다. 하지만 천문학은 일반 대중들이 많은 흥미와 관심을 가지는 분야이기 때문에 여러 가지 다양한 소재와 형식의 교육프로그램 및 콘텐츠 개발이 필요하다. 특히 최근 언론에 자주 등장하는 UFO, 황도 13궁, 태양 폭발, 우주선(Cosmic Rays)이 지구에 미치는 영향 등의 소재들은 일반인들이 잘못된 개념을 가지기 쉬운 분야이기 때문에 여기에 대한 올바른 과학내용을 일반인들이 이해하기 쉽도록 전달하는 것이 필요하다. 교육 콘텐츠는 디지털 천체투영기를 이용한 스크립트 프로그램 개발, 관측실습 전 후의 이론 교육 등 다양한 형태가 될 수 있다. 각 천문시설 운영자들이 직접 다양한 교육 콘텐츠를 개발하는 데에는 한계가 있으므로 기관협력체나 천문연구원 등의 체계적인 천문교육 콘텐츠 개발 및 보급이 절실하다.

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Re-acceleration of Nonthermal Particles at Weak Cosmological Shock Waves

  • 강혜성;류동수
    • 천문학회보
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    • 제36권1호
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    • pp.45.1-45.1
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    • 2011
  • Shock waves form in the intergalactic medium as a consequence of accretion, merger, and turbulent motion during the structure formation of the universe. They not only heat gas but also govern non-thermal processes through the acceleration of cosmic rays (CRs), production of magnetic fields, and generation of vorticity. We examine diffusive shock acceleration of the pre-existing as well as freshly injected populations of nonthermal, CR particles at weak cosmological shocks. Since the injection is extremely inefficient at weak shocks, the pre-existing CR population dominates over the injected population. If the pressure due to pre-existing CR protons is about 5 % of the gas thermal pressure in the upstream flow, the downstream CR pressure can absorb typically a few to 10 % of the shock ram pressure at shocks with the Mach number M<3. Yet, the re-acceleration of CR electrons can result in a substantial synchrotron emission behind the shock. The implication of our findings for observed bright radio relics is discussed.

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전자선 조사에 따른 폴리이미드 필름의 유전특성 변화 (Effects of Electron Beam Irradiation on the Dielectric Properties of Polyimide Films)

  • 김현빈;전준표;강필현
    • 방사선산업학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.285-288
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    • 2010
  • Polyimide films have excellent thermal stability, reliable mechanical properties and low dielectric constant. Therefore, this material is widely used in many industrial fields such as microelectronics, flexible circuits, semiconductor products and aerospace materials. In space applications, earth-orbiting hardware operates in environments that generally include neutral particles, charged particles such as trapped protons and electrons, solar protons, and cosmic rays. Under these conditions, polyimide films were changed in the optical, electrical and mechanical properties. Therefore, in this study, we evaluated the effects of electron beam irradiation on polyimide. The O-H functional groups were created on the polyimide film surface in the results of FT-IR spectra. And it was found that the dielectric constants were changed as a function of electron beam dose.

FR-II radio jets and the acceleration of UHECRs

  • Seo, Jeongbhin;Kang, Hyesung;Ryu, Dongsu
    • 천문학회보
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    • 제46권2호
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    • pp.39.2-39.2
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    • 2021
  • To investigate the acceleration of ultra-high energy cosmic rays (UHECRs) in relativistic jets of FR-II galaxies, we simulate high-power jets with jet powers of Q~10^46erg/s in a stratified galaxy cluster halo using a state-of-art relativistic hydrodynamic (RHD) code we have recently developed. With the simulated jet-induced flow profiles, we then perform Monte-Carlo simulations, where the transport of high-energy particles is followed assuming large-angle scatterings in the flow-rest frame. We estimate the energy gains and acceleration times in the acceleration processes by shocks, shear, and turbulence. We present the results and discuss implications on the acceleration of UHECRs in FR II radio jets.

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우주기원 방사성 핵종을 이용한 만어산 암설지형의 침식률 및 노출연대 측정 (Application of In-situ Produced Cosmogonic $^{10}$ Be and $^{26}$ Al for Estimating Erosion Rate and Exposure Age of Tor and Block Stream Detritus: Case Study from Mt. Maneo, South Korea)

  • Yeong Bae Seong;Jong Wook Kim
    • 대한지리학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.389-399
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    • 2003
  • 우주 기원의 방사성 핵종(核種)은 근래에 지형연구에 널리 활용되고 있다. 본 연구에서는 우주 기원의 방사성 핵종인 $^{10}$ Be과 $^{26}$ Al를 이용하여 만어산의 토르와 암괴류를 대상으로 그 구성 암석의 지표 노출 연대와 침식률을 측정하였다. 연구 결과, 토르는 적어도 약 6만 5천년 전, 그리고 암괴류는 적어도 3만 8천년 전에 노출된 것으로 나타났다. 한편, 토르와 암괴류의 구성 암석의 표면 침식률은 각각 9m/Ma 15m/Ma인 것으로 나타났다. 이러한 침식률의 차이는 풍화 및 침식에 대한 국지적인 조건이 다르기 때문인 것으로 생각된다. 특이한 점은, 산정부에 위치한 토르의 구성 암석들 중 일부가 $^{26}$ Al/$^{10}$ Be과 $^{10}$ Be를 이용하는 Lal (1991)이 밝힌 정상상태 침식구역(steady-state erosion island)에서 벗어나 있는데 이것은 이 토르의 표면이 비정상적인 침식의 경로를 겪었다는 것을 의미하며 본 연구에서는5cm-60cm 정도의 표면이 여러 번 떨어져 나갔다는 것으로 판단된다.

환경방사선감시기의 NaI(Tl) 검출기를 이용한 조사선량률 결정방법 (Determinations of the Exposure Rate Using a NaI(Tl) Detector of the Environmental Radiation Monitor)

  • 지영용;이완로;최상도;정근호;강문자;최근식
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.245-251
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    • 2013
  • NaI(Tl) 섬광검출기로 측정한 에너지 스펙트럼으로부터 공간 감마 선량률을 계산하기 위하여 에너지밴드 방법과 G-factor 방법의 결과를 비교 검토하였다. 먼저 한국원자력연구원 내 운영 중인 환경방사선감시기 EFRD 3300에 장착된 3"${\Phi}X3$" NaI(Tl) 검출기의 G-factor를 MCNP 모델링을 통하여 입사 방사선의 방향에 따라 각각 구하였으며, 이로부터 계산된 선량률과 에너지밴드 방법으로 계산된 결과의 차이를 비교 검토함으로써 EFRD 3300에 적용 가능한 최적의 G-factor 값을 유도하였다. 그리고 EFRD 3300 방사선감시기가 운영되고 있는 지역 주변에 위치한 HPIC 방사선감시기의 선량률과 비교 검토를 수행하였으며, 3"${\Phi}X3$" NaI(Tl) 검출기 기반의 EFRD 3300에서 $7.7{\mu}R/h$의 측정값을 얻어 약 $3{\mu}R/h$ 정도의 차이를 보였다. 일반적으로 HPIC 방사선감시기는 고에너지 우주방사선량도 측정할 수 있는 것으로 알려져 있으므로, 이 차이는 3"${\Phi}X3$" NaI 계측기로 측정되지 못하는 고에너지 영역의 우주방사선에 의한 영향으로 평가할 수 있었다.