强激光-靶互作用可以产生各种强辐射源(强流电子束、正电子束源、质子源、脉冲中子源、微焦点X射线源等),而微焦点X射线源具有束斑小、脉冲宽度短、能量可调以及单位立体角内产额高等特点,可应用于高时空分辨的照相研究,是国内外研究的热点方向之一。中国工程物理研究院激光聚变研究中心提出的微结构“纳米刷”靶由大量平行排布的铜纳米丝构成,其直径为200 ～ 300 nm,真空间隔为200～300 nm,长度为5～30 μm,它们“生长”在几微米厚的铜衬底上,我们形象地称之为“纳米刷”靶。已有的大量研究表明,这种独特的微结构纳米刷可有效地提高强激光-靶耦合效率和超热电子产额,该平行分布的丝状结构能够有效地引导超热电子传输,从而大大减小超热电子发散角,出射的强流电子束尺寸在激光焦斑量级,从而可获得高亮度、微焦点Ka射线,并已应用于微喷研究的背光照相中。本报告采用PIC方法模拟强激光与靶相互作用产生快电子的过程,获得快电子参数(如能谱、角分布和能量分布等),分析激光高效吸收和快电子产额提高的物理过程,重点介绍用GEANT4蒙特卡洛程序研究快电子-Ka射线产生的物理过程,分析快电子束参数对Ka产额和转换效率的影响,从而阐述纳米刷靶提高Ka射线产额和转换效率的物理机理。本报告还将介绍纳米刷靶的各种“变形靶”,如纳米刷锥靶、改进型纳米刷锥靶和锥状纳米刷靶等,通过PIC数值模拟分析了它们在强激光高效吸收、快电子长距离传输和调控、可控的微焦斑电子源方面的优势。