用粒子模拟方法研究SG-III装置的腔体SGEMP

X射线照射金属腔体后,会在内部空间中发射出大量光电子,从而产生很强的系统电磁脉冲(SGEMP)。激光惯性约束聚变(ICF)装置内的X射线环境非常复杂,在靶室内工作的诊断设备即使有良好的电磁屏蔽,仍会面临严重的SGEMP干扰。以神光-III(SG-III)装置靶室内部的X射线环境为背景,采用时偏时域有限差分(FDTD)方法和粒子模拟(PIC)方法对二维圆柱腔体模型内部的SGEMP进行数值模拟。针对电磁场的振荡现象,在传统的粒子模拟算法基础上采用时偏方法进行滤波,去除了高频误差对计算的影响,结果更加准确。最后,得到的SG-III装置靶室内SGEMP干扰约为1.5 MV/m。

神光III强激光能源模块测量线圈研究

神光III 能源模块作为一种大功率强激光功率源,采 用合适传感头准确可靠测量其脉冲电流,有利于提高能量 传输的可靠性和准确性。该文分析了置于该能源模块中高 压侧测量不同脉冲宽度电流的Rogowski 测量线圈的数学模 型、时域和频域特性,以及最佳阻尼参数配合和优选方法, 并对基于MATLAB 环境下SIMULINK 工具所做的仿真结 果和现场实验测试采集到的脉冲电流波形进行了比较。为 有效抑制积分漂移,该文提出了复合积分器电路模型。该 文章介绍的基于Rogowski 线圈的测量仪器具有尺寸小、结 构简单、低功耗、高准确度、安全操作等特点。

神光Ⅲ原型上扩展X射线吸收精细结构谱实验研究

介绍了在大型激光装置上进行扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)谱压缩物态参数测量的基本原理,以及为获得高质量EXAFS谱在神光Ⅲ原型装置上进行的实验研究。实验采用玻璃靶球、CH靶丸和金球作为EXAFS谱测量的背光源,通过多发次叠加、光子数累积的方法获得了信噪比良好的金属Ti在常温常压下的EXAFS谱,数据处理结果表明,实验测得的金属Ti EXAFS谱拟合结果与同步辐射实验拟合结果相吻合,表明实验设计的正确性与可靠性。对实验结果的分析表明,影响EXAFS谱质量的因素主要是光子计数、测量系统谱分辨率、噪声以及实验器件上的瑕疵。

甚多束激光直接驱动靶面辐照均匀性研究

针对甚多束激光辐照下的直接驱动靶面光强均匀分布开展了系统研究.利用球谐模分析选定了可实现均匀辐照的靶面弹着点极角分布,并通过数值模拟确定了以等效48束激光直接驱动辐照下靶面三环弹着点极角位置分别为22.4?,47.7?和73.6?.基于特定装置构型分析了实现极向直接驱动时对各路激光指向的修正,并对光束截面焦斑进行了优化,实现了极向直接驱动下的靶面均匀辐照.

Laser performance upgrade for precise ICF experiment in SG-Ⅲ laser facility

The SG-Ⅲlaser facility(SG-Ⅲ)is the largest laser driver for inertial confinement fusion(ICF)researches in China,which has 48 beamlines and can deliver 180 kJ ultraviolet laser energy in 3 ns.In order to meet the requirements of precise physics experiments,some new functionalities need to be added to SG-Ⅲand some intrinsic laser performances need upgrade.So at the end of SG-Ⅲ's engineering construction,the 2-year laser performance upgrade project started.This paper will introduce the newly added functionalities and the latest laser performance of SG-Ⅲ.With these function extensions and performance upgrade,SG-Ⅲis now fully prepared for precise ICF experiments and solidly paves the way towards fusion ignition.

基于神光Ⅲ主机装置激光打靶产生电磁脉冲特性研究

激光打靶过程会产生大量的电磁脉冲,脉冲强度大,频带宽,会影响各种重要诊断设备的正常运行以及精密物理结果的精确测量。本实验在神光Ⅲ主机装置靶室壁和靶室外搭建诊断系统,并利用自行设计的多款天线进行脉冲信号的采集,为电磁脉冲特性的进一步研究提供了实验依据。本文分别对电场天线与磁场天线采取不同的数据处理方法以获得靶场电磁场分布,多发数据表明,大盘锥天线测得信号最强,超频段偶极天线测得信号最弱,靶室内外均产生较强的电磁干扰,需要进行相应的电磁屏蔽。

激光聚变物理中电磁脉冲辐射特性研究

激光聚变物理过程中会产生大量的电磁脉冲辐射,该电磁脉冲频谱宽,强度大,会对各诊断设备的正常运行以及精密测量造成不同程度的影响。为了研究该电磁脉冲的特性,为其产生机制研究和优化防护措施提供依据,对本次实验,在神光Ⅲ主机装置上进行。并在靶室内外搭建天线诊断系统,对电磁脉冲信号进行采集。本文讨论分析了靶室内小盘锥和矩形全向天线所采集的信号,并且两款天线所测时域信号值在特征峰位置吻合得相当好,所测频谱也最大范围的囊括了示波器的频域值,图像清晰的显示了激光与黑腔靶相互作用过程的4个电磁脉冲产生机制。

神光-Ⅲ原型装置两极驱动的均匀照明研究

梳理了两极驱动的研究思路和神光-Ⅲ原型装置两极驱动的研究内容;提出了针对靶丸表面均匀照明设计的光束近似原则,基于该原则建立了"逐次递进"的方法,优化设计了不同条件下靶丸表面均匀照明的激光条件,并对设计方法进行了数值模拟分析,设计内容在神光一III原型装置上进行了初步的实验验证,结果进一步支持了靶丸表面均匀照明设计的合理性,研究结果为后续的实验设计和理论研究提供了指导方向。