使用气体靶激光等离子体光源的软X射线反射率计

建立了一台使用气体靶激光等离子体光源的软X射线反射率计,并给出了使用该反射率计测量软X射线多层膜反射率的方法。与金属靶等离子体光源相比,由于使用了气体靶等离子体光源,该反射率计具有低碎屑、可长期连续运行等优点。针对单色仪的二级光谱对反射率测量结果产生的影响,提出了修正方法。并用此方法对实测的工作波长为17.1nm软X射线多层膜的反射率曲线进行了修正。

激光聚变气体靶核反应速率双峰现象

利用一维数值模拟分析解释了神光Ⅲ原型高中子产额内爆实验中核反应速率的双峰现象。双峰现象的出现是内爆中核反应区能量竞争的结果。在核反应期间反应区离子的增能机制主要是压缩做功,能量耗散机制主要是离子-电子的库仑碰撞。冲击波在DT燃料中的来回反射,使得核反应区的压缩做功出现强弱交替。压缩做功与库仑碰撞能耗的竞争导致反应区离子内能出现上下波动,使得核反应速率出现双峰现象。实验测量的核反应速率峰值时间与数值模拟结果相一致。

气体靶密度的数值计算与实验研究

采用了1维简单模型来模拟气体靶的空间密度分布情况,并且该计算值得到了实验的验证。使用M-Z干涉仪诊断锥型喷嘴喷射的气体靶密度分布,得到了不同压力和不同延时下的干涉图样。自行编写了实验数据处理程序,得到了不同情况下气体密度的空间分布。在相互作用实验中,由气体分子密度随压力的变化,可以确定合适的压力,以获得预期的气体靶密度;由气体分子密度随时间的变化,可以确定激光与气体的作用时刻。

超强飞秒激光驱动气体靶致X光源的背光成像

在拍瓦级飞秒激光装置上完成了两轮激光驱动甲烷气体靶的实验,用产生的X光源配合SCCD(转换屏+CCD相机)对小型金属器件背光成像,采用经验公式和PIC数值模拟方法分别预估了超热电子温度,得到X光能量分别为377keV和130keV,据此两轮实验分别选择1.3mm和0.8mm厚度的轫致辐射体。分析比较了两轮实验背光成像质量。通过对次轮实验图像中铝、铜金属台阶灰度值曲线的分析求得X光的能量分别为49keV和92keV,这表明采用PIC数值模拟方法得到的X光能量更加符合实验结果。

HI-13 串列加速器上的氚气体靶装置

在ＨＩ－１３串列加速器上建立了我国第一台氚气体靶装置。氚气体靶采用双窗结构，入射窗为Ｍｏ箔。Ｍｏ窗把气室分成氚气室和氦气室两部分。实验运行时，氚气室的氚气压力为２×１０５Ｐａ，氦气室的氦气压力为３×１０４Ｐａ。氚气体靶装置在入射氘束流能量为２０ＭｅＶ、流强１．５μＡ时，可长时间安全运行。该靶装置已应用于中子物理的实验测量工作。

激光气体靶产生的类氖氪离子4d-2p共振跃迁及其类Na3l4l′双电子伴线的研究

用相对论多组态 (HXR)方法 ,详细计算了类Ne氪离子 4d 2 p类Na 3l4l′双电子伴线波长和强度因子 ,并模拟了实验光谱 ,解释了最新利用激光气体靶产生的 0 .5 2 5～ 0 .5 5 5nm范围的氪X Ray光谱 ,计算结果与实验符合得相当好。此外 ,还讨论了组态相互作用对双电子伴线结构的影响。

一种基于多普勒频移光谱的中性束注入器气体靶厚度诊断的新方法（英文）

中性束注入是等离子体加热和电流驱动的最有效方法之一。中性束注入的三个基本过程为:离子束的产生,离子束的中性化和中性束的传输,其中,离子束的中性化是关键环节之一。对于EAST-NBI气体中性化室而言,中性化室内气体靶厚度会直接影响离子束的中性化效率,而且还会进一步影响到中性束的传输效率。基于多普勒频移效应,提出了一种新的诊断气体靶厚度的方法,并且已经被应用于EASTNBI测试平台上。该方法主要是基于中性束的束成分随气体靶厚度的演化过程,利用中性束发射Dα光谱线强度完成计算。因此,它被应用于中国科学院等离子体物理研究所EASTNBI装置上。在中性化室出口处的观测窗口上进行测量,在束能量为40～65keV时,气体靶厚度值为(0.16～0.22)×10^(16) cm^(-2),随着引出束流的变化,气体靶厚度随之改变。根据质量守恒定律,对中性化室内的气体靶厚度进行一个粗略的估算,估算的结果与测量的结果基本保持一致,从而证明了该诊断方法的合理性。综上,实验结果表明,该种基于多普勒频移效应的光谱诊断法可以被用于测量中性化室内的气体靶厚度。

气体靶厚度对中性化效率的影响与优化实验

本文对影响中性束注入中性化效率因素之一的气体靶厚度进行了分析,在压力分析基础上对HT-7托卡马克诊断中性束装置相关部分进行了工程设计,并建立了一套脉冲充气系统,实现了对系统压力的实时、准确调节,优化了束品质。

静态气体靶室中氖的高次谐波辐射

利用0.5TW的商用飞秒激光器,研究了超短脉冲强激光场中高次谐波辐射,报道了120 fs/795 nm 的Ti:sapphire飞秒激光在静态气体靶室中利用稀有气体氖作为非线性介质的5-17次高次谐波辐射,实验中重点观察了单脉冲能量为38.5 mJ线偏振激光驱动下谐波辐射谱随气压变化情况.

一种高精度闭环压力控制与稳定的无窗气体靶

介绍一种我们新建成的用于原子、分子及团簇与气体碰撞研究的无窗气体靶。它具有气压闭环控制与稳定系统。靶中气压在１０－５至１乇范围之间，其绝对压力测量精度达０．１５％，压力控制精度为０．２５％，并可以用微机在线记录。

HI-13串列加速器上的氚气体靶装置

在ＨＩ－１３串列加速器上建立了我国第一台氚气体靶装置．氚气体靶采用双窗结构，入射窗为Ｍｏ箔．Ｍｏ窗把气室分成氚气室和氦气室二部分．实际运行时，氚气室的氚气压力为２×１０５Ｐａ，氦气室的氦气压力为３×１０４Ｐａ．氚气体靶装置在入射氘束流能量为２０ＭｅＶ、流强１．５μＡ时，可长时间安全运行，已应用于中子物理的实验测量工作．

辐射驱动气体靶丸压缩过程数值模拟

利用整形脉冲驱动内爆是实现燃料高收缩比压缩的有效方法。单脉冲辐射驱动冲击波压缩气体靶动力学过程可分为冲击波压缩、近等熵压缩、压缩降温和膨胀降温4个阶段,其中近等熵压缩阶段是获得燃料高密度的关键。通过改变第一个台阶结束时间,可找到合适的双台阶辐射整形脉冲驱动内爆,获得比单一脉冲驱动更高的压缩密度。数值模拟结果显示:利用第1个台阶产生的冲击波多次压缩燃料,同时逐步提高燃料区压强,这样第2个冲击波传入燃料区时的强度很弱,几乎不引起熵增,但能进一步压缩燃料。同样的原理可推广到多台阶整形脉冲驱动内爆压缩研究中。

利用质子能损检测气体靶区有效靶原子密度的实验研究

准确测量气态靶区的有效靶原子密度能够提升离子与气体和离子与等离子体靶相互作用实验结果的精度和对物理过程的认识.实验中利用离子加速器引出的100 ke V质子束穿过一定长度的氢气靶,对质子的剩余能量进行了精确测量,获得了在气体靶内的质子能损数据,结合已有的能损研究结果,重新标定了气体靶区内的有效靶原子密度.分别比较了能损、电离型真空计IonIVac ITR 90和薄膜电容型真空计Varian CDG-500的实验测量结果,对比了修正后的电离型真空计有效气压曲线,结果发现质子束能损的测量方式具有原位、高准确性、在线监测等突出优势,为诊断气态靶有效原子密度提供了新的方法.

应用于低密度等离子体产生的气体靶模拟

利用流体力学计算软件对两种结构气体靶进行了数值模拟和分析。对于充气型毛细管气体靶,在充气达到稳定状态后,形成稳定的层流。气体密度的空间分布均匀,两进气口之间的密度不均匀性仅约1%。毛细管的结构参数如进气口的位置和宽度对气体密度分布的边缘有较大影响,但是对管内气体密度分布影响很小。采用锥形喷气靶可使气体密度分布的边缘更陡些,但是这种靶的超声流动可出现湍流,导致不稳定的气体流动以及更不均匀的气体密度分布。

用于制备高纯度^(123)I的^(124)Xe气体靶系统研制

在CIAE-30加速器上建立了用于制备高纯度^(123)I的^(124) Xe气体靶系统。该系统包括^(124) Xe气体靶站和与之相连的30 MeV质子束流传输线、靶密封窗和束流线真空窗的He冷却循环系统、水冷却系统、靶腔真空系统、^(124) Xe处理系统和^(123)I化学处理系统,以及外围的^(124) Xe气体保留系统、液氮传输系统、氦气配送系统和^(124) Xe气体补充系统,还有辐射防护和检测系统、加速器束流调节、测量和气体靶控制系统。系统调试及批量试生产结果显示,该系统生产^(123)I的批产能达111~148 GBq(3~4Ci),产额大于296 MBq/(μA·h)(8mCi/(μA·h))。^(123)I核纯度大于99.8%,放化纯度大于95%,满足规模化生产的要求。

用于超短强激光与气体靶相互作用实验的新型前置差分抽运系统

介绍了用于超短超强激光脉冲 -脉冲气体靶相互作用研究的新型差分抽运系统 ,与高效高分辨率大面积透射光栅光谱仪配合 ,进行了超短激光脉冲辐照下氩气喷靶的软 X射线发射特性的实验研究。实验表明 ,该谱仪有足够的灵敏度参与超短强激光脉冲辐照气体靶的软 X射线产生、X射线激光乃至高次谐波实验的软 X射线光谱诊断工作。

用长气体靶研究^(22)Na+α共振散射

在日本东京大学CRIB次级束装置上,用长气体靶开展了22Na+α共振散射的厚靶实验研究。针对长气体靶实验中的两体运动学重构问题,提出了一套包括构建空间复杂几何关系、计算能量损失以及反应运动学的逐事件分析方法;对22Na+α共振散射的实验数据进行了重构分析,得到了Ec.m.=4.2～5.4 Me V区间22Na(α,α)的激发函数,从实验的激发函数中观测到了复合核26Al 5个较为明显的共振峰。鉴于26Alα共振态的衰变模式比较复杂,本工作发现的26Al新共振态的能级性质有待进一步的理论分析。

极化气体内靶极化度的测量

介绍了极化气体内靶和实现氢原子极化的实验方法;描述了氢原子的核极化度的测量方法和过程。为测出氢原子(包括复合成的极化氢分子)的总极化度,分别测量了氢原子的核极化度及与极化氢分子和不极化氢分子相关的量。测量期间的氢原子的核极化度测量结果为PΥ=0.853±0.036。

激光干涉技术在超声速气体喷嘴特性研究中的应用

在激光与物质相互作用的实验中,气体靶通常由超声速喷嘴在高背压下向真空中高速喷射气体产生。激光与气体靶相互作用时确定打靶条件对整个实验有着十分重要的意义。为了得到不同实验条件下气体靶密度的分布特性,采用马赫-曾德尔干涉法测量了气体靶密度分布,获取了干涉图样。使用基于傅里叶变换的条纹处理方法测得的干涉图样,得到不同实验条件下气体分子密度的全空间分布。实验表明:用M-Z干涉仪测量超声速气体喷嘴产生的气体靶密度分布十分有效。基于傅里叶变换的条纹处理方法具有精度高、实时性好的优点,为打靶时气体靶密度的实时测量提供了可能。