готовке специальных распределений для розыгрыша характеристик
электронных траекторий.
Настоящая работа посвящена изложению способов моделирования
процессов появления быстрых электронов, образующихся в веществе
объекта под воздействием гамма- или рентгеновского излучения, а
также методов регистрации электронов, вылетающих с границ объ-
екта.
Моделирование процесса рождения электронов
. Взаимодей-
ствие фотонов с веществом сопровождается появлением высокоэнер-
гетичных (по сравнению с энергией атомных электронов) электронов
при фотопоглощении и комптоновском рассеянии квантов гамма-
излучения [8]. Для статистического моделирования фотонных траек-
торий используются методы, описанные в работах [9, 10].
Основная особенность моделирования переноса электронов, ро-
жденных внутри объектов, облучаемых гамма- и рентгеновским излу-
чениями, заключается в том, что длина пробега фотонов значитель-
но (до 2 порядков) превышает длину пути электрона, обусловленную
его тормозной способностью. В этой ситуации прямое статистиче-
ское моделирование инжекции электронов из объекта может оказаться
неэффективным, поскольку лишь незначительная часть появившихся
электронов способна достичь границ объекта. Кроме этого при пря-
мом моделировании рассматриваемых процессов в каждой точке вза-
имодействия кванта излучения может появиться только один фотон —
комптоновский или фотоэлектрон. В ряде случаев (в зависимости от
материала и энергии фотона) это приводит к увеличению статистиче-
ской погрешности расчета спектральной плотности электронов. Так,
для тяжелых материалов, когда вероятность фотопоглощения фото-
на возрастает, низкоэнергетическая часть электронного спектра, обу-
словленная комптоновскими электронами, может иметь б ´ольшую по
сравнению с высокоэнергетической частью, погрешность.
Для повышения эффективности моделирования рассматриваемого
явления разработана оригинальная весовая модификация статистиче-
ских алгоритмов расчета потоков инжектируемых электронов, в кото-
рой: а) определение точки рождения быстрого электрона проводится
полуаналитическим методом, включающим в себя расчет “полезно-
го” участка фотонной траектории, такого что появившиеся на этом
участке электроны имеют большую вероятность вылета из объекта;
б) появление быстрого электрона в элементарном акте взаимодействия
фотона с веществом рассматривается не как случайное событие, а как
детерминированный процесс, причем, на каждом звене фотонной тра-
ектории моделируется процесс рождения в точности двух быстрых
электронов — комптоновского и фотоэлектрона.
74
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2009. № 4
