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

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。