基于全装置蒙特卡罗模拟的超短超强激光装置光子剂量研究

TL72; 为了准确评估激光装置靶室内、外的周围剂量当量分布情况,进一步验证剂量评估模型的合理性,利用蒙特卡罗程序FLUKA对激光靶室进行了全建模,基于现有电子源项理论模型以及XG-Ⅲ激光装置典型实验条件对靶室内外剂量情况进行了计算分析.为了更准确地测量光子周围剂量当量,需要对光子剂量测量组件进行设计,对不同能量区间电子对测量元件的总剂量贡献进行了模拟分析,在此基础上针对0～15 MeV区间电子的屏蔽进行了优化设计,最后对光子剂量测量组件的效果进行了模拟计算,并进行了设计优化.模拟结果表明靶室内、外电子周围剂量当量均高于光子剂量当量.激光靶室主观察窗内、外的电子与光子剂量水平相差约1个量级.相...

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Published in原子能科学技术 Vol. 57; no. 3; pp. 630 - 638
Main Authors 宋鸿鹄, 闫永宏, 衣宏昌, 武祯, 李君利, 邱睿
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 清华大学工程物理系,北京 100084%中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室,四川绵阳 621900 01.03.2023
Subjects
屏蔽优化
X射线剂量
超短超强激光装置
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ISSN1000-6931
DOI10.7538/yzk.2022.youxian.0249

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Abstract TL72; 为了准确评估激光装置靶室内、外的周围剂量当量分布情况,进一步验证剂量评估模型的合理性,利用蒙特卡罗程序FLUKA对激光靶室进行了全建模,基于现有电子源项理论模型以及XG-Ⅲ激光装置典型实验条件对靶室内外剂量情况进行了计算分析.为了更准确地测量光子周围剂量当量,需要对光子剂量测量组件进行设计,对不同能量区间电子对测量元件的总剂量贡献进行了模拟分析,在此基础上针对0～15 MeV区间电子的屏蔽进行了优化设计,最后对光子剂量测量组件的效果进行了模拟计算,并进行了设计优化.模拟结果表明靶室内、外电子周围剂量当量均高于光子剂量当量.激光靶室主观察窗内、外的电子与光子剂量水平相差约1个量级.相较于无屏蔽情况下,优化后的测量组件使电子剂量水平下降了 99.7％,光子剂量水平仅衰减了 30.9％,电子与光子的剂量比值约为0.12,总光子剂量中有5％是高能电子在PMMA中发生轫致辐射所贡献.模拟结果表明:经过对测量结果的合理修正,该组件可适用于强激光装置中靶室内的光子剂量测量.
AbstractList TL72; 为了准确评估激光装置靶室内、外的周围剂量当量分布情况,进一步验证剂量评估模型的合理性,利用蒙特卡罗程序FLUKA对激光靶室进行了全建模,基于现有电子源项理论模型以及XG-Ⅲ激光装置典型实验条件对靶室内外剂量情况进行了计算分析.为了更准确地测量光子周围剂量当量,需要对光子剂量测量组件进行设计,对不同能量区间电子对测量元件的总剂量贡献进行了模拟分析,在此基础上针对0～15 MeV区间电子的屏蔽进行了优化设计,最后对光子剂量测量组件的效果进行了模拟计算,并进行了设计优化.模拟结果表明靶室内、外电子周围剂量当量均高于光子剂量当量.激光靶室主观察窗内、外的电子与光子剂量水平相差约1个量级.相较于无屏蔽情况下,优化后的测量组件使电子剂量水平下降了 99.7％,光子剂量水平仅衰减了 30.9％,电子与光子的剂量比值约为0.12,总光子剂量中有5％是高能电子在PMMA中发生轫致辐射所贡献.模拟结果表明:经过对测量结果的合理修正,该组件可适用于强激光装置中靶室内的光子剂量测量.
Author 闫永宏
李君利
宋鸿鹄
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AuthorAffiliation 清华大学工程物理系,北京 100084%中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室,四川绵阳 621900
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