تاثير ويژگي هاي چشمه و هدف در شبيه سازي توليد اشعه ايكس ناشي از بمباران هدف با الكترون هاي ناشي از برهم كنش ليزر-پلاسما

Effects of source and target specifications on x-ray simulation created by bombardment of targets with laser-plasma produced electrons

الكترون هاي پر انرژي توليد شده توسط شتاب دهنده هاي ليزر-پلاسمائي در برخورد با هدف، پرتوهاي ايكس توليد مي كنند. در انجام شبيه سازي توليد پرتوهاي ايكس با استفاده از كد MCNP4C بر اساس روش مونت كارلو، مي توان تاثير عوامل مرتبط با چشمه هاي الكتروني و هدف هاي مختلف را مورد مطالعه قرار داد. در اينجا بمباران هدف هاي جامد از جمله سرب با دو شكل تيغه اي و مخروطي با ابعاد مختلف، توسط الكترون هاي ليزري با ابعاد گوناگون با دو توزيع مختلف انرژي، شبه تك انرژي و شبه ماكسولي، بررسي مي شود. نتايج شبيه سازي نشان مي دهند كه توليد اشعه ايكس به توزيع انرژي الكترون ها، اندازه باريكه الكتروني، و هندسه چشمه وابسته است. مشخص مي شود كه براي هدفي با عدد اتمي بالادر ضخامت هاي بيشتر از مقداري معين، شار اشعه ايكس ( تابش ترمزي و مشخصه) حاصل از الكترون هاي با طيف شبه تك انرژي، افزايش محسوسي نسبت به الكترون هاي با طيف شبه ماكسولي، در انرژي Kα نشان مي دهد. همچنين نتايج بيانگر آن است كه براي چشمه هاي الكتروني با ابعاد كوچكتر، هدف هاي مخروطي با زاويه راس كوچكتر، اشعه ايكس بيشتري نسبت به هدف تيغه اي شكل توليد مي كنند.

The energetic electrons produced by laser-plasma accelerators generate x-rays in interaction with a target. In x-ray simulation by MCNP4C code based on Monte Carlo method, the effect of factors associated with different electron sources and targets can be studied. Here, the bombardment of solid targets such as lead in two geometries of slab and cone with different dimensions, with electrons having various dimensions and two energy distributions of quasi-monoenergetic and quasi-Maxwellian, is considered. The simulated results represent that x-ray generation depends on energy distribution of electrons, electron beam size, and also target geometry. It is revealed that for a high-Z target with thicknesses larger than a specific amount, the generated xray flux (characteristic and bremsstrahlung) by quasi-monoenergetic electrons is higher than quasi-Maxwellian profile at the Kα energy. Furthermore, for a small electron beam size, by substituting a slab by a small angle cone target, the efficiency of x-ray generation grows significantly