近年來,《自然》雜志多次報道醫(yī)用放射性同位素短缺危機(jī),研究用于生產(chǎn)同位素的新途徑迫在眉捷。隨著超強(qiáng)超短脈沖激光器技術(shù)的不斷革新與發(fā)展,光核同位素產(chǎn)生被視為一種非常有效和現(xiàn)實的途徑來提供放射性同位素,用于核醫(yī)學(xué)、分子影像學(xué)、分子生物學(xué)以及其它基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用研究。本論文為基于激光加速電子源的光核醫(yī)用同位素產(chǎn)生模擬研究,論文由以下五個章節(jié)組成:第一章:緒論。簡要介紹了放射性同位素在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用以及常規(guī)的產(chǎn)生方式;隨著超強(qiáng)超短激光技術(shù)的發(fā)展,為超強(qiáng)激光誘發(fā)光核反應(yīng)產(chǎn)生醫(yī)用同位素產(chǎn)生提供了有利的的技術(shù)條件;最后介紹了國內(nèi)外在強(qiáng)激光誘發(fā)的γ輻射機(jī)理的研究成果和進(jìn)展。第二章:感興趣的光核醫(yī)用同位素的選擇與產(chǎn)生。我們詳細(xì)介紹了幾種感興趣醫(yī)用同位素的選擇,討論了光核醫(yī)用同位素的產(chǎn)生機(jī)制及其光核產(chǎn)生截面。模擬使用的光核醫(yī)用同位素產(chǎn)生機(jī)制中主要為光中子反應(yīng)和光質(zhì)子反應(yīng),使用TALYS程序計算了幾種醫(yī)用同位素（69Ge、68Ga、64,62Cu、47,44Sc）的產(chǎn)生截面。第三章:感興趣的光核醫(yī)用同位素的選擇與產(chǎn)生。主要概括為超強(qiáng)超短激光加速的大電荷量高能電子源-軔致輻射γ源。首先,采用3D-PIC（3D-Pa... 

【文章來源】：南華大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１核吸收光子后的行為概括［６７］，?川５－２０ＭｅＶ

Ｃ粒子模擬程序ＥＰＯＣＨ丨６８】（ｖｅｒｓｉｏｎ?４．８．３）構(gòu)建??了激光加速大電荷量電子源的物理模型，模擬研究激光等離子體反應(yīng)過程并討論??不同等離子體密度對加速電子束的影響；在課題組自主研發(fā)并使用驗證過的ＭＣ??程序Ｇｅａｎｔ＾ＧＥＮＢＯＤｌ６３，６４！的基礎(chǔ)上構(gòu)建基于激光加速電子源驅(qū)動的光核醫(yī)用同??位素產(chǎn)生模型，對大電荷量的電子源驅(qū)動的光核醫(yī)用冋位素產(chǎn)生過程進(jìn)行模擬計??算。木課題組成員己經(jīng)表明，被激光加速的大電荷量電子束亦可用于長壽命核廢??料的嬗變１６１Ｘ６１Ｌ??如圖３．１所示，以激光加速電子源驅(qū)動光核醫(yī)用間位素６：Ｃｕ產(chǎn)生的示意圖為??例，構(gòu)違島功率激光脈沖加速電子的光核醫(yī)用同位素產(chǎn)生模型。當(dāng)３４０?ＴＷ的高??功率超短激光脈沖聚焦在從ｎｉｍ?Ｍ級的高壓氣體噴嘴噴出的近臨界密度怡性氣??體靶上，通過激光有質(zhì)動力和激光尾波場混合加速機(jī)制得到大電荷Ｍ的相對論電??子束１５１】。加速得到的電子源轟擊在高壓氣體噴嘴下游２?ｃｍ處的鉭靶（毫米跫級??厚度）上，受靶原子庫倫場的影響產(chǎn)也高能高通量的軔致輻射Ｙ光，Ｙ射線進(jìn)一步??在緊貼在轉(zhuǎn)換靶后面的Ｕ標(biāo)靶（銅靶）中誘發(fā)光核反應(yīng)（主耍是（丫，…反應(yīng)）產(chǎn)生??感興趣的醫(yī)用同位素。??Ｗａｋｃｆｉｄｄ?？Ｃｕ?ｔ?妒??ｄｅｃｌｒｏｎｓ?門◎?ｙ－ｒａｙｓ??說６３０１少々Ｎｉ??＾?〇?ｎｅｕｔｒｏｎ??Ｔａ?Ｃｕ??圖３．］．基于激光加速電子源驅(qū)動的光核反應(yīng)產(chǎn)生醫(yī)用放射性同位素６：Ｃｕ示意圖??１５??

，，，．（ＦＷＨＭ）。激光強(qiáng)度為３．４?ｘｌＯ２１?Ｗ／ｃｍ２對應(yīng)３５０?ＴＷ的激光峰值功率，該峰值??功率遠(yuǎn)高于ＮＣＤ等離子體中激光自聚焦的臨界功率。在整個等離子體區(qū)域內(nèi)的??電子幾乎都可以獲得有效的加速，產(chǎn)生截止能量高于１００?ＭｅＶ的稠密電子束。??在３Ｄ模擬中，模擬盒子在縱向（ｘ）方向上為８０?｜ｉｒｎ，在橫向（ｙ和ｚ）方向上??為３０ｐｎｉ。在激光傳播方向（縱向方向），每個激光波長的空間中放置１２．５個網(wǎng)??格；在與激光傳播方向的法線方向（橫向方向），每個激光波長的空間中放置８??個網(wǎng)格。在每個網(wǎng)格空間中放置２個宏質(zhì)子和８個宏電子。厚度為５０?ｐｍ等離子??體放置在模擬盒子左側(cè)邊界ｌ〇Ｈｍ到６０叫１的空間里，具有均勻的密度辦＝（０．】－２）??

【參考文獻(xiàn)】：
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