Томсоновский лазерно-электронный генератор: рентгеновский канал и возможные применения / Thomson Laser-Electron Generator: X-Ray Beamline and Possible Applications

Артюков И.А. / Artyukov, I. A.
Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН / RUS Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН
Виноградов А.В. / Vinogradov, A. V.
Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН / RUS Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН
Фещенко Р.М. / Feshchenko, R. M.
Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН / RUS Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1603-056069

Артюков И.А., Виноградов А.В., Фещенко Р.М. Томсоновский лазерно-электронный генератор: рентгеновский канал и возможные применения // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 3(20). С. 56–69.
Artyukov, I. A., Vinogradov, A. V., Feshchenko, R. M. Thomson Laser-Electron Generator: X-Ray Beamline and Possible Applications // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 3(20). P. 56–69.


Аннотация: Рассматриваются основные свойства излучения, схемы и моделирование лазерно-электронных генераторов (ЛЭГ) рентгеновского излучения, основанных на томсоновском рассеянии коротких (~10 пс) импульсов оптического лазерного излучения на сгустках (банчах) ультрарелятивистских электронов, циркулирующих в компактном накопительном кольце. Представлена реалистичная модель взаимодействия лазерного и электронного пучков, учитывающая их пространственную форму, а также поляризацию лазерного излучения и разброс электронов циркулирующих в кольце по энергиям и импульсам. Обсуждается возможная конструкция ЛЭГ, а для выбранного набора параметров ЛЭГ проведено моделирование прохождения рентгеновского излучения ЛЭГ через линию формирования рентгеновского пучка, предназначенную для рентгеновского микроанализа. Анализируются возможные применения ЛЭГ в медицине и других областях науки и техники.

Abstract: In the paper the main radiation properties, schemes and simulations of laser-electron X-ray generators (LEXG) based on the Thomson scattering of short (~10 ps) optical laser pulses by bunches of ultra-relativistic electron circulating in a storage ring are considered. A realistic model of the interaction of the laser and electron beams is presented, which takes into account their spatial shape, laser radiation polarization as well as the momentum and energy spread of the electrons circulating in the storage ring. In the paper a possible design of LEXG is discussed and for a chosen set of the LEXG parameters a simulation of the X-ray propagation through an X-ray beamline designed for the X-ray microanalysis is carried out. Possible applications of LEXG in the medicine and other areas of science and technology are discussed.

Ключевые слова: рентгеновская оптика, электронное накопительное кольцо, мощное лазерное излучение, метод Монте-Карло, Thomson scattering, X-ray optics, electron storage ring, powerful laser radiation, рентгеновская оптика


Литература / References