时空分辨软x射线谱诊断技术研究

利用平焦场光栅谱仪、门控宽微带x射线分幅相机及可见光CCD设计了一套时空及高谱分辨x 射线诊断系统，利用该x射线诊断系统通过一系列的实验研究建立了同时具有时间、空间及 高谱分辨x射线谱诊断技术，该技术已经成功应用于辐射加热样品的吸收谱，获得了较好的 实验结果. 关键词： x射线吸收谱 诊断技术 时空分辨     

1维时空分辨X光辐射功率图像的处理方法

 在Z-pinch实验物理诊断中使用底片记录1维时空分辨X光功率图像,利用模拟底片能量响应曲线对实验获得的X光功率图像进行了变换,以闪烁体X光功率谱仪获得的X光波形为参考,将变换后的图像沿空间轴积分,并将所得波形与参考波形相比较,两条曲线基本一致,表明所使用的模拟能量响应曲线具有较好的近似效果。     

1维时空分辨X光辐射功率图像的处理方法

在Z-pinch实验物理诊断中使用底片记录1维时空分辨X光功率图像,利用模拟底片能量响应曲线对实验获得的X光功率图像进行了变换,以闪烁体X光功率谱仪获得的X光波形为参考,将变换后的图像沿空间轴积分,并将所得波形与参考波形相比较,两条曲线基本一致,表明所使用的模拟能量响应曲线具有较好的近似效果。     

一维Co单晶纳米线的x射线研究

对电化学沉积法在多孔氧化铝中制备的一维单晶Co纳米线阵列的结构和形态利用各种x射线衍射测量方法进行了细致的表征.确定了阵列中的纳米线在线长方向均为一致的晶体学取向，并以很高的平行度排列.并且发现生长条件可能在一维纳米线中引起不同程度的螺旋晶格曲扭.根据实验观察结果提出了一个具有手性的螺旋曲扭模型.利用超导量子干涉磁强计测量了样品在300K下的磁特性，分析发现螺旋扭曲可以在相当大的程度上改变纳米线阵列的各向异性.说明利用磁弹性效应有可能有效地调节纳米线的磁各向异性. 关键词： 纳米线 单晶 x射线摇摆曲线 x射线极图     

新型闪光x射线系统研制

本文主要介绍我们最近研制成功的闪光x射线系统。详细介绍了该系统的结构特点和性能指标,并给出了测试和实验结果。从实验结果可以看到该设备已达到国外600kV x光机的水平,且工作十分稳定,而其价格则大大低于国外同类产品。     

利用宇宙线大气簇射的时空特征分辨原初γ射线

利用Monte Carlo模拟程序模拟甚高能区原初γ射线和质子大气簇射过程,分析γ射线和质子簇射在观测平面上的时空结构,利用大气簇射次级粒子到达时间涨落和空间横向分布特征,进行原初γ射线成分和质子成分的有效分辨,为中意合作羊八井ARGO实验进行γ点源的寻找提供了降低强子本底的方法,该工作还估计了该分辨方法对γ信号显著性的影响.     

激光等离子体软x光辐射的时间分辨测量

采用透射光栅和软x光条纹相机测量了铜激光等离子体软x光发射的时间分辨光谱。通过比较时间分辨谱和时间积分光谱,从实验上考查了条纹相机在软x光区域的响应特性。文中也给出了激光等离子体软x光不同谱带及波长发射的时间过程。     

激光等离子体软X射线辐射能谱时间分辨测量研究

利用(国内最近研制成功的)带聚酰亚胺膜底衬的金透射光栅与软X射线条纹相机相配合,(在LF11~#激光装置上)使用波长为0.53μm的激光打靶,测量了平面Au靶软X射线时间分辨能谱。测量结果观察到了金等离子体的O带辐射强度随时间增加的现象。文章计算了光栅的衍射效率,并讨论了影响测量谱的几个关键因素。     

氧化铬外延薄膜的x射线研究

采用分子束外延技术(MBE)在MgO(001)基板上沉积了氧化铬薄膜，并利用x射线衍射 (XRD)和x射线反射谱(XRR)对薄膜的晶体结构进行了表征.θ—2θ扫描和倒易空间图(R SM)揭示出薄膜为单相c轴外延生长，晶体结构为体心正交，晶胞常数a，b，c分别为0.8940±0.0003，0.298±0.0002和0.3897±0.0002nm.扫描表明薄膜在面内具有90°孪晶，取向关系为a∥MgO〈110〉,c∥MgO(001).XRR谱测得薄膜的电子 密度为1350±20nm-3，与由晶胞体积 计算得 关键词： 一氧化铬薄膜 x射线衍射 倒易空间图 x射线反射谱     

一种用于Z箍缩实验的软X射线成像系统

基于塑料闪烁体转换和光学条纹相机的方法建立了一套用于Z箍缩实验中的软X射线条纹图像诊断系统,解决了以往实验中使用的X射线条纹相机易被电磁环境干扰以及相机电极部件易被实验产生的高速粒子损伤的问题.诊断系统的光谱响应范围主要集中在0.2—10 keV,系统的空间分辨率经过理论评估小于120μm,通过标定闪烁体对X射线的时间...     

Z箍缩中子编码诊断系统模拟平台搭建

开发了基于Geant4的Z箍缩中子编码成像系统模拟平台,实现聚变中子编码成像诊断系统各关键部件的完整模拟。获得了低中子产额（约1010量级）下,中子经编码孔编码后在闪烁体阵列中形成的发光分布图像。利用维纳滤波、Richardson-Lucy（RL）及遗传算法（GA）对低中子产额下获得的极低信噪比图像进行重建,并对信噪比、中子产额及重建效果进行了对比研究,结果表明:遗传算法对低信噪比中子编码图像的重建具有很强的鲁棒性;中子编码图像的信噪比与遗传算法重建结果的准确性呈正比。     

Z箍缩中子编码诊断系统模拟平台搭建

开发了基于Geant4的Z箍缩中子编码成像系统模拟平台,实现聚变中子编码成像诊断系统各关键部件的完整模拟。获得了低中子产额（约1010量级）下,中子经编码孔编码后在闪烁体阵列中形成的发光分布图像。利用维纳滤波、Richardson-Lucy（RL）及遗传算法（GA）对低中子产额下获得的极低信噪比图像进行重建,并对信噪比、中子产额及重建效果进行了对比研究,结果表明：遗传算法对低信噪比中子编码图像的重建具有很强的鲁棒性;中子编码图像的信噪比与遗传算法重建结果的准确性呈正比。     

Numerical study of the scaling of the maximum kinetic energy per unit length for imploding Z-pinch liner

Numerical computation based on a zero-dimensional thin-plasma-shell model has been carried out to study the scaling of the maximum kinetic energy per unit length, the current amplitude and the compression ratio for the imploding Z-pinch liner driven by peaked current pulses. A dimensionless scaling constant of 0.9 with an error less than 10% is extracted at the optimal choice of the current and liner parameters. Deviation of the chosen experimental parameter from the optimal exerts a minor influence on the kinetic energy for wider-shaped and slower-decaying pulses, but the influence becomes significant for narrower-shaped and faster-decaying pulses. The computation is in reasonable agreement with experimental data from the Z, Saturn, Blackjack 5 and Qiangguang-I liners.     

X-ray backlighting of two-wire Z-pinch plasma using X-pinch

Two 50-μm Mo wires in parallel used as a Z-pinch load are electrically exploded with a pulsed current rising to 275 kA in 125 ns and their explosion processes are backlighted using an X-pinch as an x-ray source.The backlighting images show clearly the processes similar to those occurring in the initial stages of a cylindrical wire-array Z-pinch,including the electric explosion of single wires characterised by the dense wire cores surrounded by a low-density coronal plasma,the expansion of the exploding wire,the sausage instability (m=0) in the coronal plasma around each wire,the motion of the coronal plasma as well as the wire core toward the current centroid,the formation of the precursor plasma column with a twist structure something like that of higher mode instability,especially the kink instability (m=1).     

用于Z-pinch诊断的266nm激光探针分幅阴影成像系统

采用Nd-YAG激光器的四倍频激光(266nm)设计了激光探针分幅阴影成像系统，该系统具有时间分辨率和收光效率高，测量范围大，可有效屏蔽可见光干扰的优点，在钨丝阵实验中成功获得晚期内爆等离子体的分布图像.对系统结构和性能参数做了介绍，对测量结果进行了讨论. 关键词： Z-pinch 激光探针 等离子体分布 分幅成像     

一种新型快塑料闪烁体的性能研究

针对Z箍缩x辐射测量的需要，研制了一种新型的塑料闪烁体，具有对可见光抑制 能力强、x射线能量响应平坦、发光时间快等特点.利用同步辐射装置3W1B光站的单色软x射 线源、CΓC67型皮秒脉冲辐射源、Lamde 2型紫外/可见分光光度计等实验设备，测量了这 种闪烁体的能量响应、衰减时间、对可见光的透过效率、发光光谱等特性.实验表明，这种 闪烁体对可见光的透过率小于5%、发光时间约6ns、对100—1400eV的x射线具有平坦能量响 应，能够满足Z箍缩软x辐射测量. 关键词： Z箍缩 x射线 新型闪烁体     

Z箍缩装置的单色背光成像

基于晶体布拉格衍射理论,搭建了X射线背光成像系统,核心色散元件为α-石英球面弯曲晶体。在中国工程物理研究院流体物体研究所“阳”加速器上进行了单色X射线背光成像实验,背光源为箍缩负载Al丝阵聚爆产生的激光等离子体X射线,成像物体为厚度100 μm的不锈钢网格阵列,接收装置得到Al丝阵聚爆的等离子体X射线2维分辨的空间单色成像,其空间分辨力为75 μm。目前实验中采用Al膜作为滤片,对Al的类He跃迁辐射线系都有吸收,得到的背光成像信噪比较小。     

喷气Z箍缩内爆动力学过程的数值模拟研究

在分析了喷气Z箍缩内爆等离子体物理过程的基础上，作了必要的假定和简化，给出了物理模型和相应的数学方程组.研制了一维三温辐射磁流体动力学的数值模拟程序，对氖喷气Z箍缩内爆产生高温高密度等离子体过程进行了总体数值模拟，得到了等离子体各参量在内爆过程中的时空分布，再现了该内爆动力学整体过程，并与GAMBLE-Ⅱ装置的实验结果进行了比较.计算结果表明，在对热传导系数和等离子体电阻率作适当调整后，得到的计算结果是自洽的，其中内爆到心时刻、x射线辐射脉冲的脉宽和总能量等宏观量与实验结果比较接近.同时对喷气Z箍缩内爆过 关键词： 喷气Z箍缩 x射线辐射 辐射磁流体动力学     

强光1号装置上钨丝阵列的Z箍缩实验研究

本文报道了2003年在强光一号装置上进行的钨丝阵列的Z箍缩实验研究的主要结果。为了研究钨丝阵列的内爆过程和x光辐射特性，使用了x光功率谱仪和一维时空分辨x光成像系统等诊断设备。实验中由32根5微米钨丝组成的直径8mm长20mm的优化负载获得了最高能量为36.6kJ的x光产额，一维时空分辨x光成像系统的数据显示x光辐射区域以6.4×10⁶cm/s的速度减小，同时x光峰值时刻出现在等离子体被压缩到近轴区域之前。