聚合物泡沫结构及密度分布的相衬CT表征技术

阐述了利用X射线相衬成像技术研究高分子有机泡沫材料微观结构的原理及方法,理论分析及实验结果表明,X射线相衬成像方法可以在相当大的程度上提高低Z聚合物泡沫材料的成像衬度。将相衬成像技术与计算机层析成像技术相结合,获得了泡沫样品的3维骨架结构分布,同时,提出利用统计切片骨架"粒子"质心分布的方法来表征其密度分布均匀性。结果说明,该方法能够在微观层次上实现对泡沫样品3维密度分布的完备表征。     

用于测量ICF靶丸内氚活度的电离室的设计

设计了一种可测量ICF靶内氚含量的圆柱电离室。密封部件的设计抛弃了传统的橡胶密封而采用全金属密封, 以消除橡胶、 塑料对氚的强吸附性产生的电离室污染。为防止氚扩散污染电离室的内壁, 内壁镀上一层2 μm的Au膜。在中心电极和外电极间引入保护电极以降低低水平放射性测量时的电极漏电流。保护电极和中心电极间的绝缘材料, 以及保护电极和外电极间的绝缘材料分别选择绝缘性好、 耐高温的蓝宝石和Al2O3陶瓷。另外, 基于对ICF靶参数测量的特殊要求, 在电离室中设计了一个压碎靶丸释放氚的装置。最后, 通过物理建模和复合损失计算, 得到了优化的电离室参数。A cylindrical ionization chamber was designed for the measurement of the tritium at the level enclosed in inertial confinement fusion(ICF) targets. In stead of the conventional rubber seals, the metallic seals was adopted to reduce the chamber contamination caused by the strong tritium absorption of rubber and plastics. A 2 μm thick Au layer was plated on the inner wall of the chamber to avoid the contamination due to tritium diffusion in the chamber. The protective electrode was introduced to reduce the leakage current when measuring the low level radioactivity. Sapphire was employed as an insulator between the protective electrode and central electrode, while Al2O3 ceramic was used in between the protective electrode and the external electrode. In addition, to meet the specific requirements on the measurement of ICF targets’ parameters, a component used to crash the target to release tritium was designed in the chamber. Finally, the optimal chamber parameters were obtained in terms of physics modeling and combination loss computation.     

微焦点源X射线相衬成像技术

 相衬成像方法利用硬X射线对低密度弱吸收物质成像，可获得高衬度图像。用菲涅尔衍射理论分析了X射线图像的形成机理。在频域中根据光学传递函数，对物像距离、样品空间频率等对图像相位衬度的影响进行了分析。分辨率和衬度是决定图像可见度的两个依据，分辨率主要依赖于光源的空间相干性，空间相干性又决定于源点尺寸，而时间相干性（单色性）是一个不重要的影响因子。利用多色微焦点源实现了X射线相衬成像技术，获得了有价值的相衬图像，如低原子序数低密度泡沫材料的硬X射线相衬图像，与吸收衬度成像相比，其图像质量得到了很大提高，能观察到泡沫材料的细微结构，分辨率可达μm量级。     

状态方程靶制备技术研究

随着状态方程物理实验的深入，对靶的制备精度和要求不断提高，采用原有的工艺制备的EOS靶已经不能满足物理实验的要求。考虑现有设备情况，采用轧机轧制法制备金属薄膜，精密切削加工楔形靶，真空扩散连接法制备Al-Cu阻抗匹配靶。     

Al/Cu阻抗匹配状态方程测试靶制备工艺研究

 采用轧制技术和真空扩散连接技术，成功实现了Al/Cu阻抗匹配状态方程测试靶的制备，通过原子力显微镜（AFM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、台阶仪等测试方法，对样品结构及表面质量进行分析。结果表明：通过轧制技术制备的金属薄膜表面质量较好，表面粗糙度小于25 nm；扩散连接铝铜薄膜界面结合良好，为连续连接，扩散界面控制在150 nm以内。     

Al/Cu薄膜真空扩散连接技术

 针对惯性约束聚变（ICF）物理实验要求，提出并采用真空扩散连接技术，在高温环境下对Al/Cu薄膜进行连接研究。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）仪以及台阶仪等方法对连接样品基体组织和表面质量进行分析。结果表明：铝铜薄膜通过界面原子间的范德华力、冶金结合以及界面反应实现无胶连接。