ВКР: Расчёт параметров излучения лазерно-электронных гамма-источников на основе томсоновского рассеяния методом монте-карло

Аннотация
В данной работе изучаются энергетические, угловые спектральные свойства излучения фотонов высоких энергий томсоновского лазерно-электронного источника. С помощью разработанных программ моделирования рассеяния лазерных фотонов на релятивистских электронных пучках и пакета GEANT4 построена модель прохождения гамма-излучения через щель коллиматора с учётом фотоэлектронных и фотоядерных реакций. Показано, что при практически реализуемых параметрах томсоновского источника влияние процессов взаимодействия фотонов с материалом щели на спектр рабочего излучения не является существенным.


Содержание
Введение
Глава 1. Общие соотношения и формулы
Глава 2. Моделирование томсоновского рассеяния фотонов на релятивистских электронных пучках
Глава 3. Моделирование прохождения гамма-излучения через коллиматорную щель
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы

Введение

Для эффективного решения как фундаментальных, так и прикладных исследовательских задач, где требуется использование жёсткого рентгеновского излучения, требуются компактные источники излучения, способные создавать яркие, монохроматичные и перестраиваемые пучки. Разработка нового поколения компактных рентгеновских источников, на основе томсоновского (обратном комптоновском) рассеяния лазерного излучения на ультрарелятивистских электронных пучках, представляется перспективно задачей.
Строительство томсоновских источников гамма излучения с энергией фотонов более 1 МэВ для исследования реакций фотовозбуждения атомных ядер началось в Италии в шестидесятых годах XX века и продолжается до сих пор. Например, Шанхайский лазерно-электронный гамма-источник, введённый в эксплуатацию в 2021 году, обеспечивает потоки до 10⁷ фотонов в секунду с энергией гамма квантов от 0,25 до 21,7 МэВ.
В Румынии также строится гамма-источник по проекту ELI-NP (VEGA), который имеет энергию фотонов до 19,5 МэВ и поток до 2×10⁸ фотон×с^-1 [3]. Стоит отметить, что сейчас существует только одна томсоновский (комптоновский) источник для генерации рентгеновского излучения с меньшей энергией фотонов - Munich Compact Light Source (MuCLS), который создала компания Lyncean Technology, Inc. [5]. При разработке MuCLS возникла серьезная техническая проблема - изготовление компактного ускорителя электронов с энергией до 50 МэВ, который бы обеспечивал низкий эмиттанс электронного пучка, высокую частоту следования сгустков электронов и достаточно высокий заряд сгустка.