魏朔阳，邱 睿,*，杨 博，宋鸿鹄，周盛升， 张志猛，周维民，马 驰，张 辉，李君利

(1.清华大学 工程物理系，北京 100084；2.粒子技术与辐射成像教育部重点实验室，北京 100084； 3.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)

20世纪下半叶以来，世界范围内百TW级(1014W)甚至PW级(1015W)的高功率激光装置不断增加，这类装置可在亚皮秒(ps)的时间尺度内产生强度高达1021W/cm2的激光。研究人员发现，当超短超强激光与固体靶或气体靶相互作用时，会产生能量高达数千MeV的电子[1-10]，这些电子会进一步在转换靶中通过电离或轫致辐射作用产生X射线，其中部分能量较高的X射线还可通过光核反应和电子对效应产生向外发射的中子和正电子[11]。这些粒子的产生使得超短超强激光装置成为一类新型的电离辐射源。中国工程物理研究院的XG-Ⅲ装置是目前国内唯一一台能同时提供ns、ps和fs三束激光打靶的超短超强激光装置，其ps激光束线可产生功率高达300 TW的超短超强激光。目前，XG-Ⅲ装置可在激光驱动的X射线源模式及光中子源模式两种模式下工作。对于X射线源模式，当超热电子打到高Z靶上时，会通过轫致辐射等过程向外发射硬X射线；而光中子源模式则是使用钨靶等转换靶材，利用光子与其发生的光核反应产生光中子。由于这些粒子束的能量通常可达到数MeV，因此十分有必要对这类超短超强激光装置产生的放射性危害进行评估。

21世纪以来，已有研究人员通过实验与模拟的方法对超短超强激光与固体靶相互作用产生的轫致辐射光子剂量进行了研究，其中部分使用了PIC模拟程序来模拟得到激光加速产生的电子源项，并使用蒙特卡罗模拟方法计算了光子剂量[12-13]。……