“神光”Ⅱ黑腔物理分解实验

本项目主要关注金腔靶内辐射烧蚀等离子体运动对辐射场特性及其诊断产生的影响和抑制方法。黑腔诊断口附近金等离子体喷射容易造成堵口现象，对X光发射能谱特性和角分布测量产生不利影响。腔内金等离子体向心运动还会使入射激光光路偏折，从而改变着靶点位置和能量沉积区域，影响腔内辐射场分布。为便于实验诊断分析，采用半腔靶和静态充气腔靶两种分解靶型进行研究，分别对应以下研究内容：了解金腔靶诊断口附近等离子体喷射对X光诊断的影响和抑制方法；利用填充气体抑制腔壁金等离子体喷射，证实静态充气黑腔靶实验的技术可行性。     

辐射驱动内爆流线实验测量

内爆速度的测量是惯性约束聚变研究中的核心问题, 是判断聚变点火反应的关键物理量. 在神光II激光装置上, 利用KB显微镜配合时间分辨为10 ps的条纹相机, 对1600 J激光能量注入, 3倍频, 脉宽为1 ns黑腔辐射驱动CH靶球, 获得了清晰的辐射驱动内爆流线轨迹X射线图像. 通过流线轨迹图像给出了最大内爆速度为160 km/s. 利用Multi1D程序对内爆压缩流线和壳层速度变化进行了模拟, 实验数据和理论模拟较符合.     

用于软X光能谱测量的Ross滤片对的设计

 描述了一种测量激光等离子体发射的软X光能谱强度的宽带Ross滤片谱仪。该谱仪具有多个能道,每道由一对Ross滤片及X光探测器组成。这些能道的灵敏带没有间隔地覆盖了整个感兴趣的能区。给出了使用Al阴级X光二极管作为探测器的最佳9能道谱仪(0.1~1.5keV),并且计算了X光截面数据和滤片厚度不准确、以及滤片中光子散射等因素对探测精度的影响。     

同步辐射在ICF研究中的应用

介绍同步辐射在ICF研究中的应用,对多种ICF实验诊断用软X光探测元器件及设备利用北京同步辐射装置(BSRF)-3W1B作能量响应绝对标定.首先采取透射光栅分光和软X光面陈CCD观测记录,对光源进行性能研究.在50—1500eV能区分7个能段,通过不同材料的前置滤片抑制高次谐波,获得单色性好于95%的单色光.采用美国IRD公司生产的AXUV-100硅光二极管作次级标准探测器.利用BSRL的反射率计靶室及其相关联动调束系统,获得连续可调的单色光标定束.在该束线上进行了多轮实验.获得大量探测器标定数据用于ICF实验研究,提高了实验精度.     

内爆芯部温度空间分布计算

利用空间分划的平衡辐射输运方程,结合Multi1D辐射流体程序计算了辐射驱动内爆芯部的X光发射空间分布,计算结果表明:高能X光的发射区域随X光子能量的增大而减小,低能X光的发射区域随X光子能量的减小而减小。考虑芯部中间区域和芯部边缘区域物质的不透明度,利用遗传算法计算了芯部的温度空间分布,并与模拟结果作了比较,二者的不确定度小于4%。     

多层膜KB在内爆自发射诊断中的应用

在神光Ⅲ原型装置上开展了辐射驱动内爆自发射的高分辨多能点诊断技术研究。利用双周期多层膜KB的选能能点,配合多级记录系统,实现了内爆自发的高空间分辨准单色成像。实验结果表明,利用胶片可以获得发射2.5 keV和3.5 keV的清晰图像,利用CCD可以获得8 keV的窄能带清晰图像。实验结果可以很好用于芯部不对称性、电子温度分布以及密度分布的分析处理,为惯性约束聚变精密物理实验研究提供了新的诊断技术和方法。     

基于Abel逆变换的辐射驱动内爆壳层密度分布研究

给出了一种利用Abel逆变换反演壳层压缩密度分布的方法. 使用微焦点X射线光源对直径1 mm、 密度已知的空心CH球壳进行了透射照相, 通过Abel逆变换反演得到了空心CH球壳的壳层密度, 反演密度与实际密度符合, 表明通过Abel逆变换反演壳层密度的有效性. 对16分幅相机记录的辐射驱动内爆靶球图像进行Abel逆变换, 得到了不同时刻壳层压缩密度分布.定性分析了背光空间分布、 针孔成像系统和壳层厚度变化对密度反演的影响.     

利用分幅相机测量铋球表面发射X射线图像

设计了一种塑料靶表面涂铋(Bi)的靶丸替代常规内爆靶,利用分幅相机获取辐射驱动内爆替代靶丸Bi等离子体再发射X射线的2维图像。实验时,从主激光中分出一束光信号,经光电转换后作为分幅相机的触发信号,以激光直接驱动金球靶建立相机的时标。根据分幅相机的时标可确定每幅X射线图像相对于主激光的时间延迟。分析Bi球靶的X射线分幅图像,得到夹持内爆靶丸的CH膜的烧蚀时间及Bi球靶半径的变化关系。通过X射线图像还可反推出诊断孔的大小和CH膜支撑靶丸的对称性。     

激光聚变气体靶核反应速率双峰现象

利用一维数值模拟分析解释了神光Ⅲ原型高中子产额内爆实验中核反应速率的双峰现象。双峰现象的出现是内爆中核反应区能量竞争的结果。在核反应期间反应区离子的增能机制主要是压缩做功,能量耗散机制主要是离子-电子的库仑碰撞。冲击波在DT燃料中的来回反射,使得核反应区的压缩做功出现强弱交替。压缩做功与库仑碰撞能耗的竞争导致反应区离子内能出现上下波动,使得核反应速率出现双峰现象。实验测量的核反应速率峰值时间与数值模拟结果相一致。     

同步辐射软X射线源用于软X射线探测元件定标

用于惯性约束聚变诊断的软Ｘ射线探测元器件的能量响应曲线定标，利用北京同步辐射装置（BSRF-3B1束线，束流为20—80mA，光子能量为250—1000eV,通量约为10¹²photon/s·mm²·mr²·0.1%band width）及反射率计靶室，采用AXUV-100硅光二极管作源强绝对监测．对X射线二极管（XRD）及金刚石光电导探测器等五种探测元件进行能量响应曲线定标，获得初步实验结果，并对数据进行了分析 关键词：