《基於超環面晶體成像電漿診斷技術研究》是依託重慶大學，由施軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於超環面晶體成像電漿診斷技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：施軍
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
國內首次提出研製超環面彎曲晶體，該曲面晶體能夠對箍縮或雷射聚變電漿成像，通過X箍縮聚爆或雷射轟擊金屬靶產生電漿點光源，輻射X射線至Z箍縮或雷射聚爆靶丸，經超環面彎曲晶體衍射聚焦後在探測器表面成像，其原理為點光源投射逆光曲面成像。通過獲取的圖像能夠研究箍縮或雷射聚爆靶靶材料的幾何特徵及其隨時間變化的情況，進而對電漿不穩定性進行研究，同時利用超環面晶體也能夠獲得X射線能譜信息，依據譜線相對強度比及展寬能夠診斷電漿溫度及密度數據，從原理上解決聚爆靶診斷難題，為先進磁約束聚變和慣性約束聚變點火提供重要驗證依據。超環面晶體成像比針孔相機或波帶片具有更大的立體角收集輻射能力，相對於球面晶體成像其弧矢和子午平面的焦點重合，像差更小，能夠為國家的箍縮、雷射聚變、同步輻射等裝置提供較理想的X射線成像探測器件，也可用於天體物理、醫學和生物分子成像及診斷等方面的研究。
結題摘要
箍縮實驗及雷射聚變研究中，內爆產生高溫電漿輻射的X射線光譜包含著十分豐富的信息，如電漿電子溫度、密度和離化度，診斷內爆靶的變化狀態也非常關鍵。曲面晶體能夠獲取X射線光譜信息，同時也可以對聚爆電漿進行成像。本課題研究了超環面晶體聚焦成像原理，超環面晶體能夠將子午及弧矢方向X射線同時聚焦於一焦點，可以減小像散像差。從理論上對比分析了Johann型及Johansson型晶體成像系統的像差，比較討論超環面與球面晶體聚焦成像系統的差別。基於Shadow仿真軟體利用超環面晶體成像器對單格為正方形的格線進行了模擬成像，研究光源尺寸、光強、布拉格角及各器件位置對成像質量的影響。設計並搭建了超環面晶體聚焦成像裝置，該成像系統由X射線源、超環面晶體及成像檢測器構成。X射線輻射至待成像的金屬柵格後再經超環面晶體反射，最後在X射線檢測器上成像。經過多次實驗並成功獲取了由超環面晶體衍射X射線形成的金屬格線圖片，圖像空間分辨力能夠達到34μm。實驗結果表明，研製的超環面晶體成像能夠套用於X射線光譜檢測及聚焦成像。
