中国工程物理研究院 流体物理研究所, 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621999
介绍了一种用于软X射线辐射能量测量的电阻式薄膜量热计。利用电流的欧姆热效应对薄膜量热计的灵敏度进行了标定。在有基底薄膜的标定过程中, 采用一维热扩散模型, 考虑了金属薄膜向基底的传导热损失。利用电阻式薄膜量热计对聚龙一号装置钨丝阵Z箍缩产生的软X射线进行了测量, 并与平响应X射线二极管(XRD)探测器的测量结果进行了比较。实验结果表明, 电阻式薄膜量热计测量的软X射线辐射能量和辐射功率与平响应XRD探测器结果在测量不确定度范围内合理地一致。
软X射线 薄膜量热计 Z箍缩 等离子体 X射线诊断 soft X-ray bolometer Z pinch plasmas X-ray diagnostics 强激光与粒子束
2016, 28(7): 075007
Author Affiliations
Abstract
1 Physics Department, University of Nevada, Reno, NV 89557, USA
2 Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA 94550, USA
3 Departamento de Física, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, 35017 Las Palmas de Gran Canaria, Spain
Temperature and density asymmetry diagnosis is critical to advance inertial confinement fusion (ICF) science. A multimonochromatic x-ray imager, MMI, records the spectral signature from an ICF implosion core with time resolution, 2D spatial resolution and spectral resolution. While narrow-band images and 2D space-resolved spectra from the MMI data constrain the temperature and the density spatial structure of the core, the accuracy of the images and the spectra highly depends on the quality of the MMI data and the processing tools. Here, we synthetically investigate the criterion for reliable MMI diagnostics and its effects on the accuracy of the reconstructed images. The pinhole array tilt determines the object spatial sampling efficiency and the minimum reconstruction width, w. When the spectral width associated with w is significantly narrower than the spectral linewidth, the line images reconstructed from the MMI data become reliable. The MMI setup has to be optimized for every application to meet this criterion for reliable ICF diagnostics.
high power laser high power laser inertial confinement fusion inertial confinement fusion monochromatic imager monochromatic imager x-ray diagnostics x-ray diagnostics High Power Laser Science and Engineering
2015, 3(3): 03000001
1 同济大学 教育部先进微结构材料重点实验室， 上海 200092
2 同济大学 精密光学工程技术研究所， 上海 200092
3 中国工程物理研究院 上海激光等离子体研究所， 上海 201800
对用于神光Ⅱ装置4.75 keV能点平面靶成像诊断的1维KBA显微镜进行了实验研究。基于空间分辨力和工作环境要求，设计了1维KBA显微镜的光学结构，并与传统KB显微镜的成像性能进行了对比分析。设计和制备了可同时工作于8 keV和4.75 keV能点的双能点多层膜KBA物镜，解决了系统装调问题。利用神光Ⅱ装置第九路激光打击Ti靶产生的X射线作为背光源照射1 500目金网，进行了4.75 keV网格成像实验，结果表明：在整个背光源照明区域内，系统的实际分辨力约为4 μm，系统的有效视场受背光源大小的限制。
瑞利-泰勒不稳定性 X射线诊断 KBA显微镜 KB显微镜 平面靶 Rayleigh-Taylor instability X-ray diagnostics KBA microscope Kirkpatrick-Baez microscope planar target
北京应用物理与计算数学研究所， 北京 100094
激光聚变内爆实验中，在燃料中掺杂少量比例的中高Z材料，用X光光谱和X光成像测量掺杂元素的发射信息，诊断燃料的温度、密度和压缩形状。用辐射流体力学数值计算和X光成像后处理程序综合分析方法，给出了内爆靶丸优化设计，并讨论示踪材料在X光诊断中的作用。结果表明:在靶丸燃料D2中掺原子分数约1.0％的氩，内爆压缩中子产额下降约15％。由于氩线发射使整个燃料区X光发射强度提高约50倍，X光成像区域增大约30％，有利于实验诊断测量燃料芯部。为了测量燃料区的边界，在CH内壳层涂厚度0.05 μm的硫，分析表明硫Ly-α单能成像大小与流体力学计算的燃料区大小一致，可用于诊断燃料最终压缩界面。数值分析结果得到了神光Ⅱ间接驱动内爆物理相关实验的验证。
激光聚变 内爆 示踪元素 燃料界面 X光诊断 laser fusion implosion tracer fuel boundary X-ray diagnostics
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
概述了为开展Z箍缩实验物理研究而建立的一些诊断技术和方法。这些诊断技术已成功应用于“阳”加速器(负载电流1.2 MA,上升时间 85 ns)喷气和丝阵Z箍缩物理研究中,其中软X光8通道Dante谱仪和软X光闪烁体功率计主要用于软X光能段的辐射功率、能量和低能辐射能谱测量;椭圆弯晶谱仪、凸圆柱晶体谱仪和透射光栅谱主要用于X光辐射线谱和连续谱的测量,以获取等离子体密度、电子和离子温度等信息;X光八分幅针孔相机、分能段6通道X光掠入射针孔积分相机和激光差分干涉测量系统主要用于研究Z箍缩内爆动力学过程及等离子体参数等,并给出了这些诊断系统获取的典型实验结果,包括X光辐射功率、辐射能谱、等离子体内爆图像和密度分布等。
“阳”加速器 Z箍缩 X光诊断技术 辐射功率 辐射能谱 等离子体图像 Yang accelerator Z-pinch X-ray diagnostics radiation power radiation energy spectra plasma images
