电子束辐照材料后发生轫致辐射可以产生脉冲X射线，轫致辐射产生X射线的能谱、转化效率等参数与电子束能量，靶材料及其结构相关。利用二极管的电压、电流波形计算了电子束参数，建立了复合靶蒙特卡罗粒子输运计算模型，模拟了电子和光子在不同材料中的输运规律，研究了钽和有机玻璃组成的复合阳极靶对X射线辐射场的影响，结果对于产生低能、高注量、高转化效率、低透射电子能量用复合阳极靶的设计具有指导意义。计算结果表明：复合阳极靶中有机玻璃具有软化电子能谱、衰减透射电子的作用；采用慢化电子靶比相同厚度薄靶产生的X射线能谱相对要硬；减小钽的厚度有利于减小平均光子能量，而增加钽的厚度有助于提高能量转化效率；选用有机玻璃2 cm、钽10 μm的薄靶时，X射线平均能量为133.22 keV，光子能量转化效率为0.055%。

Laser-accelerated electrons are promising in producing gamma-photon beams of high peak flux for the study of nuclear photonics, obtaining copious positrons and exploring photon–photon interaction in vacuum. We report on the experimental generation of brilliant gamma-ray beams with not only high photon yield but also low divergence, based on picosecond laser-accelerated electrons. The 120 J 1 ps laser pulse drives self-modulated wakefield acceleration in a high-density gas jet and generates tens-of-MeV electrons with 26 nC and divergence as small as $1.51{}^{\circ}$ . These collimated electrons produce gamma-ray photons through bremsstrahlung radiation when transversing a high-Z solid target. We design a high-energy-resolution Compton-scattering spectrometer and find that a total photon number of $2.2\times {10}^9$ is captured within an acceptance angle of $1.1{}^{\circ}$ for photon energies up to $16\;\mathrm{MeV}$ . Comparison between the experimental results and Monte Carlo simulations illustrates that the photon beam inherits the small divergence from electrons, corresponding to a total photon number of $2.2\times {10}^{11}$ and a divergence of $7.73{}^{\circ}$ .

在脉冲X射线辐射效应研究中，需要将时间维度信息结合到仿真模型中，进而实现基于时间能量联合方法的辐射效应数值模拟，同时也为瞬态脉冲辐照效应的仿真提供了一种思路。建立轫致辐射打靶模型，计算出射脉冲X射线能谱，得到脉冲X射线的时间能量联合谱，结合辐射对象的辐射效应仿真模型，获得氧化铝陶瓷试样在不同时间及不同入射深度处的能量沉积。

发展微焦点高能X射线源技术是实现高精度高能工业CT突破的关键，基于激光尾波加速驱动高能轫致辐射源开展了微焦点高能X射线源产生以及对涡轮叶片高能CT成像研究。利用一台20 TW钛蓝宝石超快超强激光器，通过电离注入的方式获得了（140±44）pC的高能电子束，并使用1.5 mm厚钨靶产生了累积源尺寸为25 μm的高能轫致辐射X射线。利用该微焦点高能X射线源，采用基于压缩感知的CT重建算法，在获取较少角度投影（31个角度）的情况下，获得了对涡轮叶片叶榫结构的CT重建。

焦斑大小是评价加速器性能的关键指标之一，减小焦斑尺寸可以有效提高闪光照相中对客体成像的空间分辨能力。本文研究设计空间限束结构，减小加速器光源焦斑的有效尺寸降低成像几何模糊。采用蒙特卡罗方法对电子束打靶产生轫致辐射和光子穿过空间限束结构的成像过程进行模拟，分析采用不同空间限束结构时光源有效焦斑的分布及大小、光子角度分布和能谱分布等特征参数。理论计算结果表明，通过空间限束可以使强流加速器光源焦斑FWHM减小至亚毫米量级。

对4 MeV闪光X光机的轫致辐射靶参数进行了设计和模拟计算。利用蒙特卡罗程序，计算得到当轫致辐射靶的有效钽靶材厚度约为0.6 mm时，靶正前方1 m处产生的单脉冲X光的照射量值最大，可以达到约2.86×10^－3 C/kg，满足4 MeV闪光X光机对其单脉冲X光的设计要求。对不同能量下的单脉冲电子束加载在轫致辐射靶上的能量沉积密度进行了计算和比较，分析研究了不同结构下的靶破坏，结果表明：轫致辐射靶采用叠靶结构的钽靶能够满足4 MeV闪光机的实验需求。

Laser–solid interactions are highly suited as a potential source of high energy X-rays for nondestructive imaging. A bright, energetic X-ray pulse can be driven from a small source, making it ideal for high resolution X-ray radiography. By limiting the lateral dimensions of the target we are able to confine the region over which X-rays are produced, enabling imaging with enhanced resolution and contrast. Using constrained targets we demonstrate experimentally a $(20\pm 3)~\unicode[STIX]{x03BC}\text{m}$ X-ray source, improving the image quality compared to unconstrained foil targets. Modelling demonstrates that a larger sheath field envelope around the perimeter of the constrained targets increases the proportion of electron current that recirculates through the target, driving a brighter source of X-rays.