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oe1(光电查) - 科学论文

7 条数据
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  • 国家点火装置上用于高光学深度放射照相应用的轫致辐射X射线产生

    摘要： 我们测试了一系列X射线源，用于国家点火装置（NIF）上高衰减激光驱动实验的探测。与针对特定原子跃迁（通常是类氦离子中n=2→n=1跃迁）进行优化的传统X射线源不同，本设计通过优化高强度宽带轫致辐射来实现最大总光子通量。我们使用相同靶材（包括铀X射线源箔和带窄缝（25微米宽）准直狭缝的钨基底以产生准一维X射线源）开展了三项实验。其中两项实验采用NIF激光器的12束光束，每束提供约46千焦激光能量但具有不同空间分布，这两组实验产生了相似的X射线发射时间轮廓、空间分辨率及推断的热电子温度。第三项实验仅使用6束光束（约25千焦），产生的热电子温度较低，X射线通量显著减少且空间分辨率较差。数据表明激光指向抖动可能影响了发射等离子体的位置和强度，导致发射体积未良好对准准直狭缝后方且强度低于设计值。不过12束设计方案能实现高衰减样品的X射线成像——若采用低能特征线发射X射线源则几乎会被完全衰减。

    关键词： 高光学深度放射成像、激光驱动实验、轫致辐射、X射线源、国家点火装置

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 国家点火装置靶丸与诊断设备的碎片与弹片评估

    摘要： 美国国家点火装置（NIF）的高能激光实验可能产生能够损坏激光光学元件和诊断仪器的碎片与弹片。靶组件及牺牲性防护层（如一次性碎片防护罩或诊断滤光片）的尺寸、成分、位置及其提供的防护能力受多种因素制约，包括：真空室与诊断设备的几何结构、实验目标及材料特性。在部署靶体或诊断设备前，必须评估弹片与碎片的产生机制、物理性质、运动速度及其潜在威胁。这些评估可能影响靶体与防护层设计、滤光片配置及诊断设备选型。本文将概述管理NIF靶体与诊断设备相关碎片与弹片风险的方法，并通过两个案例展示具体实施情况：材料强度瑞利-泰勒不稳定性研究计划与单角度晶体谱仪（MACS）。

    关键词： 诊断、弹片、碎片、国家点火装置、靶体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于切伦科夫效应的中子探测器的从头算响应函数

    摘要： 美国国家点火装置（NIF）的中子飞行时间诊断系统近期配备了切伦科夫探测器。熔融石英辐射体具有亚纳秒级响应速度，并通过光学耦合与增益范围约1至10^4的微通道板光电倍增管连接。凭借快速时间响应和伽马射线灵敏度，该系统能以优于30皮秒的精度测量中子分布的首矩。为满足<1%的不确定度要求，生成从头算仪器响应函数（IRF）至关重要。研究采用蒙特卡洛建模、台架特性测试与原位对比相结合的方法。使用NIF短脉冲先进辐射成像能力光束进行的测试显示，模拟IRF与原位测量结果高度吻合?；诖油匪鉏RF计算的中子能谱首矩和第二矩与成熟闪烁体测量结果良好匹配。后续设计方案将提升灵敏度和时间响应性能。

    关键词： 仪器响应函数、中子飞行时间、国家点火装置、切伦科夫探测器、Geant4建模

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 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

  • 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

  • 用于NIF超快伽马反应历史测量的脉冲膨胀气体切伦科夫探测器（特邀报告）

    摘要： 气体切伦科夫探测器（GCD）采用的切伦科夫机制速度极快。然而，如美国国家点火装置（NIF）上伽马反应历史诊断仪等GCD的时间分辨率，受当前最先进的光电倍增管技术限制约为100皮秒。NIF即将部署的脉冲展宽光电倍增管（PD-PMT）将实现与气体腔室相当的时间分辨率——约10皮秒。更高分辨率将通过精确测量反应历史和烧蚀层面密度（ρR）历史，对实现点火目标作出关键贡献，从而完善约束模型。α粒子加热起始、冲击波回响以及动态演化失效模式导致的燃烧截断等特征可能首次显现。原子武器研究所的PD-PMT测试测量证实已达到设计目标，该器件提供2至40倍的6档展宽系数。NIF最新部署的GCD-3已改装适配PD-PMT，即将开展超快测量。

    关键词： 气体切伦科夫探测器、脉冲展宽光电倍增管、国家点火装置、时间分辨率、切伦科夫机制

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 注：美国国家点火装置中低温内爆燃料与烧蚀剂面密度的放射化学测量

    摘要： 介绍了一种用于测定美国国家点火装置中高收敛、低温惯性约束聚变内爆的氘氚（DT）燃料与塑料烧蚀层（CH）面密度（ρR）的新型放射化学方法。该方法基于测量靶丸金腔体爆炸后收集碎屑中的198Au/196Au活化比值，结合独立测量的中子下散射比，在简易一维靶丸模型框架下唯一确定燃烧阶段的面密度ρR(DT)和ρR(CH)。结果表明CH面密度值高于预期，暗示存在冷燃料-烧蚀层混合现象。

    关键词： 低温惯性约束聚变、中子下散射比、国家点火装置、面密度、燃料-烧蚀剂混合、塑料烧蚀体、氘氚燃料、放射化学法、金黑腔

    更新于2025-09-04 15:30:14