基于X射线荧光光谱的温稠密物质离化分布实验方法研究

受温度及密度等环境效应影响,温稠密物质的电子结构发生显著变化,其理论描述非常复杂,精密实验测量亦极其困难.本文发展了基于X射线荧光光谱研究温稠密物质离化分布的实验方法,结合理论研究有助于深入理解温稠密物质的电子结构变化.在万焦耳激光装置上,设计特殊构型黑腔复合加载产生数十eV、近固体密度的稠密Ti物质,利用激光辐照V产生的热发射线泵浦Ti的荧光,并采用晶体谱仪诊断样品的X射线荧光光谱.实验中获得冷样品和加载样品的荧光光谱,观测到加载样品K_(α)及K_(β)荧光谱线相对于冷样品光谱在高能侧的显著变化,结合理论计算解释了加载样品荧光谱线的变化主要来源于其温度上升后离化分布的改变,建立了基于X射线荧光光谱的温稠密物质离化分布实验研究能力.

软X射线条纹相机CsI光阴极响应灵敏度的理论计算

碘化铯(CsI)光阴极响应灵敏度是软X射线条纹相机用于X射线能谱定量诊断的重要参数,其理论计算具有重要指导意义.目前的理论解析模型基于薄膜光阴极产生次级电子的一维随机行走模型发展而来,具体包括X射线正入射、能量大于1 ke V条件下的Henke模型,以及变角度入射、光阴极厚度大于100 nm条件下的Fraser模型,都存在一定局限性.本文进一步引入次级电子输运概率的基础表达式,推导了CsI光阴极在更大参数范围内(X射线能量0.1—10 ke V、光阴极厚度10—200 nm)响应灵敏度随X射线能量E、光阴极厚度t、X射线与阴极表面夹角θ变化的一般表达式.最后,将本文的理论计算结果与Henke模型、Fraser模型、文献及北京同步辐射的实验数据分别进行了比较和讨论分析,验证了计算模型的准确性和普适性,并且为高时间分辨光谱定量测量实验中Cs I光阴极的优化设计提供了理论参考.

基于X射线荧光光谱的温稠密物质电子结构密度效应研究

受密度及温度等环境效应影响,温稠密物质的电子结构显著变化,其理论描述非常复杂,精密实验数据亦非常缺乏.本文通过发展主动探测的X射线荧光光谱方法,从实验上定量研究了密度效应对温稠密物质电子结构的影响,有助于深入理解温稠密物质的电子结构变化,并为相关理论模型提供实验验证.在万焦耳激光装置上,设计特殊构型黑腔加载约2倍固体密度、2 eV的Ti样品.利用激光辐照V产生的热发射线泵浦Ti的荧光,并采用高效高分辨的晶体谱仪诊断样品的X射线荧光光谱.实验结果显示,2倍固体密度Ti样品荧光谱线K_(β)与K_(α)的能量差(△EK_(β)-K_(α))相对于冷样品红移约2 eV.理论上采用两种方法进行计算并与实验结果比较,其中有限温度相对论密度泛函方法高估了密度效应对谱线移动的影响,而“two-step Hartree-Fock-Slater”方法低估了密度效应的影响.

对一种新型相变微乳液的物理性质及稳定性的研究

相变流体(PCS)是一种新颖的储传热介质,其表观比热和传热能力比水大,在换热强化和能量输运领域有广泛应用,但传统的相变流体在实际应用中有很大的缺陷。使用工业级相变石蜡制备了一种新型相变储能微乳液,并测定了该材料的相变微粒的粒径、粘度、相变潜热及稳定性等性质。测试结果表明,制备的相变微乳液拥有较高的储能能力和稳定性,在热交换等领域具有广阔的应用前景。

软X射线条纹相机光阴极能谱响应灵敏度

通过对条纹相机光阴极在光电转换过程中光电子产生过程的分析,推导了光阴极在软X射线波段的能谱响应灵敏度计算公式,并运用该公式探讨了阴极厚度、掠入射角度等参数对能谱响应灵敏度的影响,计算并分析了Au,csI在0.1～10 keY范围内的能谱响应曲线和特性,并利用标定试验数据对共识和模型的可靠性进行了验证.结果表明,CsI阴极的最佳厚度在60 nm左右,Au阴极的最佳厚度在10 nm左右;CsI阴极的能谱响应灵敏度比Au阴极高1～2量级.

自支撑CsI/PC膜及其X射线光电转换性能研究

为了获得大面积自支撑的高效率X射线光电转换材料,通过化学气相沉积和热蒸发镀膜工艺,制备出了大面积自支撑的CsI/PC膜,其中PC(聚碳酸酯)膜厚度为300nm,CsI膜厚度在100nm到1μm。通过扫描电镜、X射线衍射仪研究了镀膜速度和受潮对样品表面形貌结构的影响。利用MANSON光源的X射线对不同沉积速率和受潮程度的样品的X射线转换效率进行了研究。在北京同步辐射装置标定了样品X射线光电转换效率,其响应灵敏度峰值大于3000μA/W;将样品作为X射线光电阴极应用在X射线条纹相机上,在神光Ⅲ主机平台上获得了清晰的X射线图像。

CsI光阴极在10-100 keV X射线能区的响应灵敏度计算

为了满足10-100 keV高能X射线光电探测器研究的需要,对CsI光阴极在该能量范围的响应灵敏度进行了研究.基于高能量X射线光子与材料相互作用的物理过程,分析了康普顿散射等效应对CsI响应灵敏度的影响.推导了CsI的响应灵敏度与二次电子平均逃逸深度和光阴极厚度的关系式和二次电子平均逃逸深度与入射光子能量的关系式,计算了CsI在10-100 keV范围内的响应灵敏度,计算结果与实验测试数据相符,验证了分析与推导的可靠性.根据计算可以获得不同入射X射线能量下CsI光阴极的最佳厚度,从而为高能X射线光电探测器的设计优化提供了理论参考.

软X射线KBA显微镜分辨力及其影响因素

为了对KBA显微镜的分辨能力进行准确计算,对KBA显微镜的分辨力和影响因素进行了研究,分析了衍射效应、几何像差、面形误差和粗糙度等因素对分辨力的影响,以此为基础建立了KBA显微镜的分辨力计算模型,并模拟了KBA显微镜的分辨力与视场的关系。用KBA显微镜获得了2.5keV能量的X射线成像结果,中心视场范围的分辨力约为6μm。通过实验结果与模型模拟的对比,可得建立的模型对KBA显微镜分辨力与视场尺寸的关系的描述与实际测试的结果基本符合,并对不完善之处进行了分析。

对钙钛矿CsPbX_(3)的X光波段外光电效应的研究

钙钛矿材料CsPbX_(3)作为新兴半导体材料,具有X光吸收系数高、制备工艺简单等优点,是一种优秀的X光光电探测材料.为了探索CsPbX_(3)在X光真空光电器件领域的应用前景,对其在X光波段的外光电效应进行了研究.制备了厚度为230 nm的CsPbI_(2)Br薄膜样品,并标定了其在2000—5500 eV的响应灵敏度和量子效率,响应灵敏度达到5.1×10^(-5)A/W以上,量子效率达到23%以上.采用Monte-Carlo方法对CsPbI_(2)Br的外光电效应灵敏度和量子效率进行了计算,计算数据与标定数据的一致性较好,表明Monte-Carlo方法适用于CsPbX_(3)在X光波段外光电效应的模拟.在此基础上计算了不同CsPbX_(3)钙钛矿材料在X光波段的响应灵敏度和量子效率,其计算值均接近于传统X光光电材料CsI,表明CsPbX_(3)是很有潜力的X光真空光电发射材料.进一步对CsPbX_(3)材料厚度与灵敏度的关系进行了研究,其结果显示为获得最佳灵敏度,CsPbX_(3)的厚度应不低于150 nm.

相变储能材料的应用及研究进展

对相变储能材料(PCMs)在太阳能、工业余热回收、建筑材料、空调蓄冷、电子器件、电池散热、化妆品、调温纤维等方面的应用及最新进展进行了简短综述,其基本原理都是基于PCMs发生相变时吸收或者释放热量。指出,PCMs正成为世界范围内的研究热点,材料、工艺、结构设计等诸方面的研究人员应该大力合作,从而促进该领域更好发展。

激光聚变极端环境下X光高速摄影技术研究进展

在激光惯性约束聚变(ICF)研究中,通过X光高速摄影获取的图像数据能够反映等离子体中由于做功和能量输运导致的流体状态的时空演化信息,与之相关的诊断技术与工程研究一直以来都是ICF诊断能力建设的重要组成部分。介绍了作为我国ICF工程的主要实施单位之一,中国工程物理研究院激光聚变研究中心近年来在X光高速摄影技术研究方面取得重要进展,包括:(1)面向神光系列激光装置,开发了系列工程化的100 ps曝光高速摄影相机,整体达到国际先进水平,并在高灵敏探测、透射式带通滤波和结构小型化等方面形成中国特色;(2)提出微扫描门控、同视扫描分幅等10 ps曝光X光高速摄影新技术,为突破时间分辨瓶颈做出有益尝试;(3)在国内率先开展抗辐射加固高速摄影相机理论设计、技术验证与工程设计;(4)针对激光聚变靶碎片对设备安全的威胁,在国内首次开展靶碎片的理论建模与仿真研究,并开展首次验证实验,取得重要进展。

X射线条纹相机阴极制备及其绝对标定

为了提升X射线条纹相机阴极性能,提出了一种X射线条纹相机阴极的制作方法,采用此方法制作的阴极衬底薄膜使用聚碳酸酯作为原材料,厚度仅为300nm,可较大程度降低对X射线的C吸收边效应,对提升阴极性能具有较大益处。利用北京同步辐射光源（BSRF）对制作的Au阴极和CsI阴极进行了绝对标定,给出了两种阴极在60~5500eV能区范围内的绝对谱响应灵敏度,标定结果表明CsI阴极在60~5500eV整个能区范围内都具有较高的谱响应灵敏度,即使在C吸收边位置谱响应灵敏度也只降低了约90%,表明阴极性能得到较大提升。

X射线高空间分辨多色显微成像系统研制及应用

在激光间接驱动惯性约束聚变(ICF)领域中,获得具有极高空间分辨率(优于5μm)的X射线辐射图像,是研究烧蚀不稳定性、内爆流线等关键物理过程的数据基础。基于掠入射反射式成像原理的Kirkpatrick-Baez(KB)显微成像系统作为一种具有高空间分辨率和集光效率的X射线显微诊断设备,目前已成为国际ICF装置的X射线关键诊断设备。在神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置条件上开展了KB诊断技术及设备的研究,在KB系统的光学设计、光学元件和物镜与系统装调技术等方面取得了许多重要进展,研制了大视场KB、多色KB等高分辨率X射线显微成像系统。这些系统已应用于我国的ICF内爆芯部发光和流线测量、流体不稳定增长测量等实验中,为关键物理量的测量提供了高空间分辨率的清晰图像。

激光聚变领域高性能条纹相机研究现状与展望

条纹相机(包括X射线条纹相机和可见光光学条纹相机)是一种高时空分辨的诊断设备,在激光惯性约束聚变(ICF)物理实验研究中具有非常重要的应用。介绍了当今国内外激光聚变领域获得广泛应用的两种主要类型条纹相机的技术性能以及各自的技术特点,它们分别采用了同轴电极双聚焦电子光学扫描变像管和双板电极电子光学扫描管。在技术指标方面,重点论述了条纹相机动态范围的判据,分析了激光聚变实验对条纹相机动态范围的需求,介绍了当今国际上高性能条纹相机动态范围指标的现状。文章也介绍了和条纹相机发展应用相关的几项重要技术进展,这些进展包括先进光时标、抗辐射加固记录系统和抑制相机背景噪声的阴极选通技术。

透射式X射线光阴极的M带平响应设计

获取高时空分辨的M带X射线辐射能流信息是黑腔物理研究的重要内容之一,条纹相机平响应存在谱响应耦合、谱改造元件结构设计等问题。通过对条纹相机和透射式X射线光阴极谱响应特性的研究,提出组合滤片调制法以实现条纹相机M带带通平响应。计算表明,在M带能区内谱灵敏度不平整度仅为2.7%,带通效果良好。

碘化铯薄膜光阴极的研究进展

碘化铯(CsI)薄膜因对X射线及紫外光具有高的光电转换效率而倍受关注。在核物理、高能物理以及天体物理研究的推动下,研制高量子效率(QE)、性能稳定的CsI薄膜光阴极成为了近年来研究的热点。然而,目前人们对某些影响其性能的因素还不完全清楚或确定。本文综述了CsI薄膜光阴极的最新研究进展,总结了影响QE的因素和光阴极的老化机理,重点关注了一些存在争议的问题,并对其研究发展方向进行了探讨。

满足高质量发展的土地利用年度计划分配体系构建研究——以某市为例

本文通过分析新时代高质量发展下土地利用面临的形势,从社会经济发展需求、土地利用效率、建设用地发展空间和资源环境承载能力等多个方面选取评价因子,构建满足高质量发展的土地利用年度计划分配体系,探讨新时代年度计划指标分配方法。

基于分类置信度和网站特征的钓鱼检测系统

文章构建了URL和网页内容两方面特征,结合机器学习Adaboost算法,训练了两种钓鱼检测模型。系统可根据网址状态智能选择合适的模型,并最终以浏览器插件形式与用户交互。文章提出利用钓鱼检测模型的分类置信度进一步提升系统性能,认为URL检测结果的分类置信度在0.95以上时是可靠的。实验表明,系统的漏警率和虚警率分别为3.59%和2.93%,准确率达到96.75%,可以有效抵御网络钓鱼攻击。

神光装置上X射线时空诊断技术概况与展望

在激光惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion,ICF)实验研究中,对X射线的产生和演化过程的诊断和对物理实验参量调控以及模拟程序的校验起着至关重要的作用.针对激光聚变产生的X射线在时间、空间和能谱方面的特点,结合当前物理实验对诊断技术的特殊要求,分别研发了以时间分辨、空间分辨和谱分辨为优势的X射线成像诊断设备.随着我国ICF实验研究的不断深入,国内X射线成像诊断设备的诊断能力得到了大幅度提升,某些自主提出的新概念诊断设备的技术性能甚至优于国外同类型诊断设备.

潮湿空气对碘化铯薄膜结构和性质的影响

采用热蒸发法在普通载玻片上制备了碘化铯(CsI)多晶薄膜,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、高阻仪、红外分光光度计研究了暴露于潮湿空气对CsI薄膜结构、电阻率及红外透过率的影响.SEM结果表明,薄膜中颗粒平均尺寸由0.36μm变为1.25μm.吸附水沿颗粒间界扩散,间界发生弯曲和移动,大颗粒吸收小颗粒质量长大.XRD分析表明,(110)晶面衍射峰强度增加,峰位向高角度移动,半高宽减少,薄膜张应力减小,趋于形成(110/220)织构,晶粒平均尺寸为25.6,28.4,45.1 nm.受潮后薄膜电阻率由1010?·cm量级减少为108?·cm量级.在3675—3750 cm-1和3560—3640 cm-1位置出现接近游离水而非液态水的红外吸收峰,观察到吸收峰的精细结构,峰分裂源于受离子偶极键影响的羟基与吸附水气液界面处悬键的伸缩振动.