介绍了“聚龙一号”上使用的一种由金阴极X光二极管(XRD)和具有特殊构型的复合金滤片构成的平响应XRD探测器,测量软X光通量的标定和实验情况。该探测器的灵敏度在北京同步辐射的4B7B束线站和4B7A束线站标定。标定的灵敏度显示,该探测器对0.1~4 keV之间的X光具有近似平坦的响应曲线。根据标定情况和探测器的谱响应特性,给出了目前该探测器在用于Z箍缩产生的软X光通量诊断中的测量不确定度为12%。在单层钨丝阵Z箍缩实验中,平响应XRD探测器测得Z箍缩产生的X光功率峰值达到52 TW,能量达540 kJ。在动态黑腔实验中,布置在径向和轴向的两套平响应XRD探测器被用于建立径向辐射功率波形和轴向辐射功率波形之间的时间关联。在典型的动态黑腔实验中,测得轴向辐射功率峰值出现在径向辐射功率前约1.2 ns。

在“阳”加速器上进行的Z箍缩实验中, 利用快速硅光电二极管、多模光纤和石英滤片搭建了可见光探测系统, 并利用该系统对丝阵Z箍缩等离子体内爆可见光辐射特性进行了研究。实验结果显示, 可见光辐射在内爆开始时就已经存在, 其波形与X射线辐射波形存在差异, 在辐射波形的主峰前存在所谓的“拐点”。分析表明, 在内爆滞止前, 丝阵Z箍缩中单丝箍缩现象和预箍缩等离子体对可见光辐射贡献很大, 而整体内爆开始时单丝附近的局域磁场消失是可见光辐射波形存在“拐点”的主要原因。

选择尺度融合的小波边缘检测算子对平面丝阵Z箍缩条纹相机图像进行处理，分析了影响边缘检测效果的参数。处理结果显示：如果边缘像素比例取合适值(4%～7%)，若尺度取较大值时边缘定位不够精确，取较小值时受噪声影响较大；尺度融合的小波边缘检测算子则能精确判断图像边缘位置，同时受噪声影响较小；与直接判读方法相比,通过尺度融合的小波边缘检测算法判读的数据更稳定平滑，更能抵抗噪声的干扰。

利用PPG-Ⅰ脉冲功率装置(500 kV,400 kA,100 ns)驱动X箍缩负载,得到了μm量级的亚纳秒脉冲X射线辐射点源。在阴阳极轴线和回流柱上同时安装X箍缩负载,前者可作为背光照相的X射线点源;后者可作为被拍照的目标X箍缩。获得了X箍缩发展过程不同时刻的时间序列图像,在背光照相的图像中可以清晰观察到X箍缩交叉点处等离子体的外爆、箍缩以及最终的崩溃阶段。将阴阳极轴线上的X箍缩负载用Z箍缩丝阵负载代替,实现了对丝阵负载Z箍缩放电起始阶段的X射线背光照相,观察到了最初的各单丝电爆炸、等离子体膨胀及融合过程,同时观察到了双丝Z箍缩发展过程中的等离子体不稳定性。实验结果有助于深入理解Z箍缩发展的物理过程,同时可为有效的模拟建模分析提供基本的实验数据。

利用基于细致组态非平衡电离模型和非平衡辐射输运的辐射磁流体力学理论,用数值模拟的方法研究了铝丝阵Z箍缩的内爆过程和辐射特性,获得到了合理的内爆动力学图像和与实验结果基本符合的X光辐射功率和总能量等辐射参数,并研究了铝丝阵Z箍缩过程中产生的辐射能谱结构。结果表明:铝丝阵Z箍缩内爆X光辐射是非平衡的,除了存在可以用普朗克能谱近似描述的低能辐射外,还存在大量的K壳层高能辐射。讨论了各种辐射机制对总辐射的贡献,分别计算了线辐射、复合辐射和轫致辐射在各个光子能量范围内所占的份额,讨论了利用高能段连续辐射能谱诊断电子温度的方法,由能谱反推的电子温度,需要进行修正才能反映辐射吸收的影响。

为了测量波长在0.2-2 nm范围内的金丝内爆X射线的空间分辨光谱,利用椭圆自聚焦原理,研制了一种椭圆晶体谱仪。季戊四醇(PET)(002)椭圆弯晶作为色散分析元件,其离心率为0.9480,焦距为1348 mm,布拉格角范围为30°-67.5°。设计了半径为50 mm的半圆型胶片暗盒,内装X光胶片接收光谱信号。在“阳”加速器装置上先沿X射线水平方向进行摄谱实验,然后将谱仪沿X射线轴旋转90°,再进行金丝内爆实验。两次实测金丝内爆等离子体X射线的跃迁光谱相符,谱线分辨率(λ/Δλ)达300-600。实验结果表明该谱仪适合金丝内爆等离子体X射线的光谱学研究。