3D-PDR：一种用于处理光致离解区的新型三维天体化学代码

光致离解区（PDRs）定义了电离区与暗分子区之间的过渡区域。它们由中性气体组成，与远紫外辐射相互作用，并以强烈的红外谱线发射为特征。过去已开发了多种处理一维 PDR 的数值代码，模拟了发生的化学反应的复杂性，并提供了对 PDR 结构的更好理解。在本文中，我们介绍了三维代码 3D-PDR，它可以处理具有任意密度分布的 PDR。该代码在给定的三维云内自洽地求解化学过程和热平衡。它通过采用逃逸概率方法，计算给定 PDR 中任意点的总加热和冷却函数。它使用基于 HEALPix 的射线追踪方案来评估 PDR 中远紫外辐射的衰减以及远红外/亚毫米谱线发射从 PDR 向外的传播。我们展示了基准测试结果，并将 3D-PDR 应用于以下情况：i) 与平面平行外部辐射场相互作用的均匀密度球状云，ii) 与双组分外部辐射场相互作用的均匀密度球状云，以及 iii) 与平面平行外部辐射场相互作用的彗星状球粒。我们发现该代码能够复现各种其他处理 PDR 的一维数值代码的基准测试结果。我们还发现，与标准的一维处理相比，对 PDR 进行完全三维处理时对辐射场的精确处理在某些情况下会导致不同的结果。