空間分辨輻射流探測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、慣性約束聚變是未來(lái)解決能源問(wèn)題的重要手段之一，而基于中心點(diǎn)火的間接驅(qū)動(dòng)慣性約束聚變是目前實(shí)現(xiàn)受控核聚變最有希望的方式。在這當(dāng)中，對(duì)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(cè)一直是未能解決的問(wèn)題，它也是靶丸“感受”輻射流探測(cè)的有效途徑，具有高度的重要性。本工作針對(duì)上述難題，采用成像選區(qū)的方法，攻克瞄準(zhǔn)等技術(shù)瓶頸，研制了空間分辨輻射流探測(cè)設(shè)備（SRFD），開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)研究，解決了空間分辨X射線

2、輻射流探測(cè)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?jī)?nèi)容及成果如下：
　　（1）研究了空間分辨輻射流探測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試。采用對(duì)黑腔注入口（LEH）進(jìn)行針孔X光成像，并利用限孔選擇區(qū)域進(jìn)行探測(cè)的方式，對(duì)SRFD各部件及整體進(jìn)行了三維設(shè)計(jì)，主要包括針孔-透鏡組件及其四維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、支撐調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、成像板部件、限孔及其二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及平響應(yīng)X射線探測(cè)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(cè)設(shè)備。
　?。?）研究了空間分辨輻射流探測(cè)設(shè)備的瞄準(zhǔn)技術(shù)。針對(duì)針孔對(duì)可見(jiàn)光的通光量小，SRFD無(wú)法瞄準(zhǔn)的技術(shù)瓶頸，通過(guò)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(jì)，實(shí)現(xiàn)透鏡成像輔助SRFD實(shí)時(shí)瞄準(zhǔn)。并分析了這當(dāng)中包含的誤差，我們發(fā)現(xiàn)該誤差對(duì)于瞄準(zhǔn)可以忽略不計(jì)。
　?。?）研究了黑腔內(nèi)光斑區(qū)與非光斑區(qū)輻射流的探測(cè)。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(shí)驗(yàn)中

4、，分別對(duì)黑腔內(nèi)的光斑區(qū)以及非光斑區(qū)輻射流同時(shí)進(jìn)行了首次測(cè)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(cè)器進(jìn)行了對(duì)比，利用面積權(quán)重后處理的方法驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。對(duì)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)進(jìn)行了二維流體力學(xué)模擬，模擬結(jié)果與觀測(cè)結(jié)果符合得很好。另外，通過(guò)能量平衡關(guān)系，對(duì)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)進(jìn)行了理解，與黑腔壁反照率相關(guān)的標(biāo)度得到了標(biāo)定。
　?。?）研究了新的二維空間分辨輻射流探測(cè)技術(shù)。利用一套空間分辨輻射流探測(cè)設(shè)備，采用神光III原型上兩發(fā)典型黑腔實(shí)驗(yàn)，分別