超相对论背景流辐射传输计算的蒙特卡罗方法验证

在伽马射线暴（GRB）辐射的背景下，我们使用蒙特卡罗（MC）方法为超相对论背景流场开发了三维辐射传输代码。为了在MC辐射传输与相对论流体动力学的耦合计算中获得可靠的仿真结果（该计算能够重现GRB辐射），我们验证了超相对论区间内的辐射传输计算并评估了适当的仿真条件。该辐射传输代码通过两项测试计算进行了验证：（1）在不同惯性系中计算；（2）在具有不连续和弥散激波阵面的流场中计算。仿真得到的角分布和光谱结果在三个不同惯性系之间进行了比较，且彼此吻合良好。如果更新流场的持续时间足够小，以至于能将光子的平均自由程分解为十个步长，则结果完全收敛。在具有不连续激波阵面的流场中计算的光谱在频率上服从幂律，其指数在1至10 MeV范围内为正。在弥散激波阵面下，高能侧的光子数量减少，因为由于电子数密度较小，光子在激波后方立即发生的散射较少。为了通过体康普顿散射获得高能光子，激波阵面附近需要具有大光深。即使是激波的一维结构也可能影响辐射传输计算的结果。