激光加速電子束放射照相的模擬.pdf

1、激光等離子體相互作用過程極其復(fù)雜，對其診斷、參數(shù)的測量采用多種不同的方法與技術(shù)，但都存在一定的局限。近年來，隨著激光技術(shù)的發(fā)展，人們開始利用激光加速產(chǎn)生的帶電粒子束來診斷等離子體或其他物質(zhì)。利用質(zhì)子束診斷激光等離子體已有不少報道，但是高能質(zhì)子束的產(chǎn)生還很困難。相比之下，高能電子束的產(chǎn)生不僅相對容易，且具有更短的束寬度，將其應(yīng)用于放射照相可實現(xiàn)更大的穿透深度和更快的時間分辨。
　　本文利用FLUKA蒙特卡羅模擬程序（2011年版），

2、對電子束放射照相進行了細致的模擬。從Molière多次散射理論的適用性出發(fā)，首先，模擬了準直電子束照射凸起的厚碳靶，研究了電子照相對靶物質(zhì)厚度變化的敏感性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當入射電子能量所對應(yīng)的射程與靶厚相近時，能診斷靶表面更小的不均勻（可達到3‰）且對比度更高;并與質(zhì)子照相結(jié)果作比較，發(fā)現(xiàn)對于厚靶表面的不均勻診斷，質(zhì)子照相更有優(yōu)勢。其次，模擬了100 MeV電子束和質(zhì)子束照射兩側(cè)密度有1％差別的靶界面，結(jié)果表明100 MeV電子束和質(zhì)子束均能

3、診斷兩側(cè)密度有1％差別的靶界面，且對比度相當。再次，模擬了點源電子束對聚變靶丸的照相，結(jié)果表明200 MeV的電子束對Be與DT固體的界面診斷對比度較高。最后，根據(jù)臨界射程能量的原則，模擬了160 keV準直電子束照射不均勻薄鈹靶，研究了電子束對薄鈹靶表面粗糙度診斷的可行性。上述的模擬結(jié)果表明，激光加速的電子束具有診斷厚靶表面的不均勻性、分辨微小密度差界面、確認ICF聚變靶丸界面及診斷薄靶表面粗糙度等能力。
　　自編Matlab程