由于相互作用区的几何变化,超快激光处理产生的X射线辐射自屏蔽
Julian Holland1, Christian Hagenlocher1, Rudolf Weber1
1Institut für Strahlwerkzeuge (IFSW), University of Stuttgart, Pfaffenwaldring 43, 70569 Stuttgart, Germany.
Materials (Basel, Switzerland)
|March 13, 2024
概括
这项研究量化了微孔激光钻孔期间的X射线自我屏蔽. 结果表明,孔的几何形状和测量角度显著影响X射线暴露,为更安全的激光处理提供了洞察力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 激光物理 激光物理
- 辐射安全 辐射安全
背景情况:
- 超短激光脉冲处理使高精度的材料加工成为可能.
- 高激光功率和重复率提高了生产力.
- 在激光处理过程中,高无线辐射可以诱导不必要的X射线辐射.
研究的目的:
- 测量激光钻孔微孔制造过程中X射线辐射的自我屏蔽效应.
- 调查过程参数和几何学对辐射减少的影响.
- 开发激光微加工中X射线发射的预测模型.
主要方法:
- 使用800nm,1ps脉冲激光以1kHz的重复率进行打击钻探.
- 使用了高达1.1·10^14 W/cm2的辐射.
- 使用光谱仪测量了X射线辐射,并通过射线追踪模拟进行分析.
主要成果:
- 微孔内的局部辐射和材料屏蔽的减少减少了X射线的辐射.
- 对X射线的暴露在很大程度上取决于洞的几何形状.
- 测量的X射线辐射与相对于孔面的测量角度有很强的相关性.
结论:
- 激光钻孔微孔的几何结构本质上提供了对X射线辐射的自我屏蔽.
- 一个理论模型基于射线追踪和局部辐射率准确预测X射线辐射.
- 了解自我屏蔽效应对于优化激光处理安全性和最大限度地减少操作员暴露至关重要.


