高能质子照相的数值模拟研究

项目名称： 高能质子照相的数值模拟研究

项目编号： No.11176001

项目类型： 联合基金项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 许海波

作者单位： 北京应用物理与计算数学研究所

项目金额： 200万元

中文摘要： 高能粒子照相是诊断致密物质内部几何结构和物理特性的最有效技术。目前，国内外均使用高能X射线照相对武器流体动力学试验进行诊断。但是，X射线照相由于受到电子束斑尺寸、穿透能力、能谱和散射的影响，制约了从X射线照相实验中获得足够的量化信息。近十多年来，美国在高能质子照相上投入了大量的人力和物力，开展了理论和实验研究，并获得了突破性进展。目前，国内还没有用于高能质子照相的实验装置，也没有一个完整的程序系统可以完成质子照相所需要的数值模拟能力。本项目通过健全描述中高能（500MeV～50GeV）质子核反应的理论模型、加工完善现有的参数库、以及编制质子在磁场中输运程序模块，建立一个自主研发的质子照相全过程数值模拟程序。并通过实验装置和布局的优化设计以及小型客体的原理性实验验证，定量给出质子照相的空间分辨率和密度重建的精度，评估质子照相分辨物质混合的能力，为在我国实现质子照相提供可靠、定量的参考依据。

中文关键词： 质子照相；Geant4程序；磁透镜；库仑散射；空间分辨率

英文摘要：

英文关键词： proton radiography；Geant4 code；magnetic lens；Coulomb scatter；spatial resolution