空間分辨輻射流探測技術(shù)研究.pdf

1、慣性約束聚變是未來解決能源問題的重要手段之一，而基于中心點火的間接驅(qū)動慣性約束聚變是目前實現(xiàn)受控核聚變最有希望的方式。在這當中，對慣性約束聚變激光等離子體診斷技術(shù)的研究顯得非常重要，而目前黑腔內(nèi)部空間分辨X射線輻射流的探測一直是未能解決的問題，它也是靶丸“感受”輻射流探測的有效途徑，具有高度的重要性。本工作針對上述難題，采用成像選區(qū)的方法，攻克瞄準等技術(shù)瓶頸，研制了空間分辨輻射流探測設(shè)備（SRFD），開展了實驗研究，解決了空間分辨X射線

2、輻射流探測難題，為靶丸“感受”輻射流的診斷提供了新的有效途徑。本文的主要研究內(nèi)容及成果如下：
　?。?）研究了空間分辨輻射流探測設(shè)備的設(shè)計、組裝與調(diào)試。采用對黑腔注入口（LEH）進行針孔X光成像，并利用限孔選擇區(qū)域進行探測的方式，對SRFD各部件及整體進行了三維設(shè)計，主要包括針孔-透鏡組件及其四維調(diào)節(jié)機構(gòu)、支撐調(diào)節(jié)機構(gòu)、成像板部件、限孔及其二維調(diào)節(jié)機構(gòu)以及平響應(yīng)X射線探測器。加工完成后，我們組裝、調(diào)試出了性能優(yōu)良的空間分辨輻射流探

3、測設(shè)備。
　?。?）研究了空間分辨輻射流探測設(shè)備的瞄準技術(shù)。針對針孔對可見光的通光量小，SRFD無法瞄準的技術(shù)瓶頸，通過在針孔外部嵌套環(huán)形透鏡的方式，利用環(huán)形透鏡成像與針孔成像物距、像距及成像位置基本一致的設(shè)計，實現(xiàn)透鏡成像輔助SRFD實時瞄準。并分析了這當中包含的誤差，我們發(fā)現(xiàn)該誤差對于瞄準可以忽略不計。
　?。?）研究了黑腔內(nèi)光斑區(qū)與非光斑區(qū)輻射流的探測。在神光III原型激光裝置上，利用兩套SRFD在一發(fā)典型的黑腔實驗中

4、，分別對黑腔內(nèi)的光斑區(qū)以及非光斑區(qū)輻射流同時進行了首次測量，所得輻射流數(shù)據(jù)與不同位置的平響應(yīng)X射線探測器進行了對比，利用面積權(quán)重后處理的方法驗證了實驗數(shù)據(jù)的可靠性。對實驗觀測進行了二維流體力學(xué)模擬，模擬結(jié)果與觀測結(jié)果符合得很好。另外，通過能量平衡關(guān)系，對實驗觀測進行了理解，與黑腔壁反照率相關(guān)的標度得到了標定。
　?。?）研究了新的二維空間分辨輻射流探測技術(shù)。利用一套空間分辨輻射流探測設(shè)備，采用神光III原型上兩發(fā)典型黑腔實驗，分別