强激光与固体靶相互作用所致硬X射线的防护问题研究

激光技术的迅速发展使得国际国内正在涌现一批强激光装置。这些装置对于惯性约束核聚变，新型小型化电子、离子加速器，天体物理，高能量密度物理等众多领域都有着重要的应用价值和科学意义。而这些装置中强激光与固体靶相互作用所致硬X射线产生的辐射危害，也逐渐被人们发现和重视。由于强激光与固体靶相互作用机制非常复杂，这种X射线源对辐射防护领域而言是一种新的辐射源，国际国内对其防护问题开展的研究屈指可数。本项目将对强激光与固体靶相互作用所致硬X射线所产生的危害及其防护方法进行研究。建立强激光与固体靶相互作用产生硬X射线的辐射剂量评估模型，研究不同的激光及靶参数条件下硬X射线所致的辐射剂量，并用实验的方法进行验证和校正，然后对该硬X射线源的屏蔽方法进行研究，以得到不同材料的硬X射线剂量衰减曲线，可用于强激光装置的屏蔽设计。本项目的开展，将为我国在该研究领域的领先地位奠定基础。

本项目通过广泛的调研，对强激光与固体靶相互作用产生硬X射线的物理过程及其源项特点进行了分析和讨论，确定了强激光与固体靶相互作用所致硬X射线剂量估算所需要的关键参数。利用蒙特卡罗程序建立了X射线的剂量估算模型，并通过实验验证了剂量估算模型的准确性。基于该剂量估算模型，研究了不同激光、靶参数下，硬X射线的能谱、注量及角分布等，估算了硬X射线所产生的周围剂量当量等。建立了强激光与固体靶相互作用所致X射线的屏蔽估算模型，得到了X射线在不同材料中的剂量衰减曲线和能谱分布，对其屏蔽方法进行了研究。本项目共计发表论文12 篇，其中SCI 收录论文6 篇，EI 收录论文3篇，培养了2名博士生，1名硕士生，2名本科生。