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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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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