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国家点火装置下一代伽马射线切伦科夫探测器研究进展
摘要： 目前，美国国家点火装置（NIF）的惯性约束聚变实验中，聚变反应历史与烧蚀层面密度测量采用伽马反应历史诊断仪（GRH 6米）。未来的气体切伦科夫探测器（GCDs）最终将提供约100倍的灵敏度提升，将有效时间响应从约100皮秒缩短至约10皮秒，并将能量阈值从2.9兆电子伏降至1.8兆电子伏（相较于GRH 6米）。下一代GCDs的第一阶段是将现有的同轴GCD-3探测器插入一个回缩井中，使其距离内爆点仅4米以内。本文讨论了该第一阶段的反应历史与烧蚀层伽马测量结果。这些结果证明了后续阶段（第二阶段）的可行性：采用革命性的新型脉冲展宽光电倍增管，将有效测量带宽提升至当前PMT技术的10倍以上；以及（第三阶段）设计专用于NIF的"超级"GCD，其设计将基于本文描述的回缩井内辐射背景环境评估。
关键词： 脉冲展宽光电倍增管、气体切伦科夫探测器、伽马射线切伦科夫探测器、惯性约束聚变、国家点火装置
更新于2025-09-10 09:29:36
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国家点火装置伽马射线切伦科夫探测器用超快光电倍增管（PD-PMT）的研制
摘要： 新一代用于国家点火装置惯性约束聚变实验的伽马射线高压气体切伦科夫探测器，已研发出新型超快光电倍增管及相关驱动器。通过将脉冲展宽技术应用于标准微通道板光电倍增管，其时间响应性能提升了约10倍。该管型采用适配国家点火装置的封装设计，并配备远程电子系统向脉冲展宽电极输送所需非线性波形——这由能在有效参数空间生成快速任意波形的雪崩脉冲发生器系统实现。脉冲信号通过快速阻抗匹配变压器和隔离器传输，使阴极能在两个高压间以亚纳秒时间尺度进行可控非线性斜坡调节，从而实现数纳秒范围内的近似线性脉冲展宽。该器件内置基准校准系统，便于使用光纤激光源进行标定测试。测试结果表明该器件响应时间等关键参数获得显著提升。
关键词： 惯性约束聚变、伽马射线切伦科夫探测器、国家点火装置、超快光电倍增管、脉冲展宽技术
更新于2025-09-09 09:28:46