高溫電漿X射線球面晶體單色成像譜學研究

《高溫電漿X射線球面晶體單色成像譜學研究》是依託重慶大學，由肖沙里擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：高溫電漿X射線球面晶體單色成像譜學研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：肖沙里
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

在雷射聚變過程中，為研究電漿電離、不穩定性及發展、內爆碰撞輻射過程、聚爆時X射線輻射變化過程和能量轉換機制，球面彎曲晶體成像儀可獲得聚爆靶發射的X射線時間、空間、能譜分辨，通過測量靶球自發光來觀測靶球變形，能夠使電漿成像，其圖像診斷是研究高功率雷射電漿和z箍縮聚爆過程與不穩定性的主要手段。該成像能顯示出聚變材料尺寸、形狀和分布情況，從原理上解決輻射驅動靶球燃料界面診斷難題，為聚變點火提供重要驗證依據。其優點是：晶體分析器可遠離靶點，避免碎片濺射以及軔致輻射背景對被測信號覆蓋影響；探測器位於羅蘭圓聚焦點上擁有較高空間分辨能力；比針孔相機和波帶片有更大的立體角收集輻射能力。球面晶體成像是一種有共性研究價值的基礎技術，也可用於天體物理、醫學、生物化學分子成像及診斷等方面的研究，具有較好的技術輻射功能。為國家大型雷射裝置、同步輻射裝置等提供x射線探測的通用成像元件。

結題摘要

慣性約束聚變（Inertial Confinement Fusion, ICF）可以提供充足且無污染的清潔能源，因此，研究ICF對我國能源的可持續發展、國防安全和天體物理研究等具有重要的意義。物理實驗和診斷是目前ICF研究中非常重要的內容，發展ICF的診斷技術對完善ICF研究具有重要的科學意義和突出的現實意義。以球面彎曲晶體為核心元件的成像系統，可以得到ICF內爆過程中高溫電漿X射線能譜信息，從而可以揭示靶電漿的特徵和行為，深入了解雷射束能量吸收機制，進而為驅動器與靶丸的最佳耦合設計提供依據。球面彎曲晶體成像系統也可以得到靶丸內爆單色X射線二維空間分辨信息，評估雷射輻射驅動的對稱性和均勻性，分析內爆靶丸推進層的運動過程，建立ICF輻射驅動的相關理論模型。本項目對球面彎曲晶體成像系統進行了較深入的研究，建立了球面彎曲晶體成像模擬平台，在國內率先研製了套用於ICF裝置的球面彎曲晶體成像系統，在ICF及Z箍縮裝置上進行了電漿X射線能譜成像和單色X射線背光成像診斷實驗。實驗結果表明，球面彎曲晶體成像系統的能譜解析度(λ/∆λ)達到1092，二維成像的空間解析度約為10 μm，均達到並超過了預期指標(譜解析度達到500以上，空間解析度達到20 μm)。