中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
软X光能谱仪(SXS)是惯性约束聚变黑腔辐射流、辐射温度测量的主要诊断设备。根据神光Ⅱ升级装置实验需求，完成软X光谱仪系统研制，并开展了性能研究。谱仪采用环形透镜成像准直方法保证瞄准精度，通过固定角度平面镜安装机构来减少角度偏差。利用滤片、平面镜以及X光二极管(XRD)探测器的标定实验结果，得到谱仪测量能区为0.05～4.97 keV。在短脉冲激光装置上开展通道时间响应性能研究，确定系统时间分辨力为99.22 ps。
软X光能谱仪 神光Ⅱ升级装置 测量能区 时间分辨 soft X-ray energy spectrometer Shenguang Ⅱ-up equipment spectrum range temporal resolution 强激光与粒子束
2013, 25(12): 3139
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
间接驱动惯性约束聚变和高能量密度物理实验中使用黑腔作为强X射线辐射源，黑腔源靶的等效辐射温度受安装在辐射出口的实验用靶的影响而与单独进行辐射源特性研究时有所不同。通过对几种不同辐射输运靶对半黑腔辐射源的影响进行的实验研究发现，添加不同填充材料的输运管能够使测量到的黑腔辐射源的辐射温度升高3~8 eV。实验结果的统计显示，输运管越长，填充材料密度越大，辐射温度越高。
惯性约束聚变 黑腔 等效辐射温度 辐射输运 inertial confinement fusion hohlraum equivalent radiation temperature radiation transport 强激光与粒子束
2013, 25(12): 3115
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
在黑腔实验中使用了一种滤片选通的平响应X光探测器，探测器基于Al阴极X射线二极管构成，并结合了一种特殊结构的复合滤片，实现了在金M带能区的带通平响应特性，探测器响应曲线的平整度好于10%。应用这种新型探测器，从不同方向测量了金等离子体在M带能区的腔外绝对辐射量和角分布。由实验发现，随着探测器与腔轴之间角度的增加，探测器透过激光注入口的观测视场减小，同时观测区域等离子体温度下降，从而导致探测器测量到的M带能量变小；输运腔在激光注入过程中存在等离子体堵腔效应，输运腔的M带能量份额比大腔的份额要高。
金M带 角分布 带通滤片 平响应 X射线二极管 Au M-band X-ray angular distribution band-pass filter flat-response X-ray diode 强激光与粒子束
2013, 25(11): 2887
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
基于Geant4建立了内爆物理实验多种诊断设备的全三维仿真模型，包括中子成像系统、用于硬X射线诊断的滤波应光谱仪、楔形滤片质子能谱仪、化学气相沉积金刚石探测器(CVD)等。根据Geant4仿真模拟的数据，建立了合适的解谱及图像还原算法，优化了系统设计，从理论上预估了诊断设备的诊断能力。此外仿真数据亦用于设计实验方案，建立诊断设备的标定方法等。
惯性约束聚变 内爆物理 核诊断 Geant4 Geant4 inertial confinement fusion implosion physics nuclear diagnostics
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确定了影响辐射温度测量的软X光能谱仪各种光学元件、电子器件的不确定度及还原算法等不确定度来源。建立了基于蒙特卡罗随机采样的不确定度分析方法，获得了各种不确定度综合影响下的辐射温度不确定度。通过单独对谱仪各个探测通道时间对齐进行的分析，显示这一因素对辐射温度不确定度有较大影响。
等效辐射温度 软X光能谱仪 不确定度分析 蒙特卡罗采样 equivalent radiation temperature soft-X-ray spectrometer uncertainty analysis Monte-Carlo sampling 强激光与粒子束
2012, 24(10): 2351
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
惯性约束聚变实验中使用平响应X射线二极管(XRD)阵列从不同方向测量黑腔辐射能流的时间演化过程和角分布。平响应XRD的谱响应曲线存在局部不平整，给辐射能流的还原引入了误差。为减小由于能谱形状和平响应局部不平带来的还原误差，提出了加权求解平响应XRD的平均响应值的方法。对该方法提高辐射能流的还原率的必要条件进行了研究。改进后的方法应用于实验数据的处理，结果表明：修正后的等效积分温度随时间的演化过程与多道软X光能谱仪吻合较好。
惯性约束聚变 平响应X射线二极管 辐射能流 还原率 inertial confinement fusion flat response X-ray diode radiation flux recovery ratio
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
在北京同步辐射装置上, 利用经过标定的硅光二极管作为标准探测器, 对金、铝两种阴极的X射线二极管灵敏度进行了绝对测量。由于光源中二次谐波的影响, 会造成计算所得的灵敏度降低。为了消除二次谐波的影响, 实验中采用透射光栅对光源的二次谐波份额进行测量, 并以此为依据对计算所得的灵敏度进行修正。通过光阴极次级电子发射模型对二次电子转换效率进行了分析, 并且利用分析结果对缺省能点的阴极灵敏度进行了计算。同时对影响灵敏度计算的各种因素进行分析, 最终得到的X射线二极管光阴极灵敏度的相对不确定度小于3%。
X射线二极管 同步辐射 不确定度分析 光电发射 X-ray diode synchrotron radiation uncertainty analysis photoelectric emission
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
惯性约束聚变实验中, 14通道软X光能谱仪是测量软X射线能谱、等效积分温度和辐射能流时间过程的重要诊断设备。基函数法是还原能谱分布的一种常用方法。通过对双峰谱形的还原,对不同类型基函数的选择、基函数参数的设置和求解方法等影响解谱的因素进行了比较分析。根据大量算例的结果, 使用优化后的基函数和求解方法对实际测量辐射谱进行了计算, 并与透射光栅谱仪的测量结果进行了比较。结果显示,根据谱仪通道响应选择三次样条的节点, 能够较好还原软X射线的能谱。
软X光能谱仪 惯性约束聚变 解谱 基函数法 soft X-ray spectrometer inertial confinement fusion unfolding method base function 强激光与粒子束
2010, 22(12): 2905
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
使用多道软X光能谱仪测量黑腔辐射能流时间过程并使用最小二乘法将多道谱仪的响应函数线性组合为等效平响应。针对惯性约束聚变实验中软X光能谱强度分布不均匀、等效平响应局部不平带来的误差, 提出了辐射能流求解的加权改进算法。对不同谱形和等效积分温度的能谱进行了计算, 比较了不同方法得到的能流还原能力。改进后的方法应用于实验数据的处理, 得到了修正后的等效积分温度随时间的演化过程。
软X光能谱仪 惯性约束聚变 解谱 辐射能流 soft X-ray spectrometer inertial confinement fusion unfolding radiation flux 强激光与粒子束
2010, 22(11): 2617
