[发明专利]一种测量黑腔M带X射线辐射对称性的方法

说明书

本发明公开了一种测量黑腔M带X射线辐射对称性的方法，首先将黑腔、单能通道、针孔阵列、微通道板和X射线成像设备的中心都放在在同一条直线上，其中黑腔两侧壁的中心开有诊断孔，将靶球涂上荧光材料，放置在黑腔中心；将激光射入黑腔，激光在黑腔内转换成软X射线和M带X射线，M带X射线会照射在靶球上会诱发特征荧光，特征荧光从诊断孔射出，经单能通道、针孔阵列和微通道板后，在X射线成像设备上得到单能的靶球荧光图像，由于荧光强度与M带X射线的强度成正比，所以通过靶球荧光图像，可以计算得到M带X射线的对称性。本发明可以通过荧光材料的阈值特性，将软X射线和M带X射线分离开来，实现对黑腔M带X射线辐射对称性的分频测量。

技术领域

本发明属于间接驱动激光聚变技术领域，具体涉及一种测量黑腔M带X射线辐射对称性的方法。

背景技术

在间接驱动激光聚变中，黑腔内X射线加热靶丸表面的烧蚀层产生向内的推力，最终靶丸形成高温高密度的中心热斑并实现聚变点火。黑腔辐射对称性是实现聚变点火的重要基础。当辐射场对称时，靶丸趋向于理想的球形压缩，此时压缩效率最高，热斑温度、密度也较高；当辐射场不对称时，靶丸偏离球形压缩，此时压缩效率降低，热斑温度、密度也会降低。因此，研究靶丸表面的辐射对称性对于理解靶丸压缩过程具有重要意义。

黑腔内的X射线通常按照能量划分为软X射线和高能的M带X射线。M带X射线主要产生于电子温度较高而密度较低的冕区等离子体附近，其发射特性导致M带X射线具有更强的不对称性分布。目前，间接驱动激光聚变研究中通常采用热斑芯部自发光成像、高Z靶球再发光成像、冲击波速度测量等实验方法测量黑腔辐射对称性。然而，这些实验方法只能测量全能段的辐射对称性分布，而无法测量分频的M带X射线辐射对称性分布。模拟结果表明，分频的M带X射线辐射不对称性对靶丸压缩过程也具有不可忽视的重要影响。因此，精确的测量M带X射线辐射对称性，有助于准确评估其对靶丸压缩过程的影响。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种测量黑腔M带X射线辐射对称性的方法，将靶球上涂上硅荧光材料，利用荧光发射的阈值特性，黑腔内的M带X射线诱发硅的特征荧光。将靶球发射的荧光粉经过单能通道选能，然后通过针孔阵列、微通道板，最终在X射线成像设备上形成时空分辨的单能荧光图像；通过靶球荧光图像得到荧光图像的强度角分布，进一步获得M带X射线辐射对称性。

本发明目的通过下述技术方案来实现：一种测量黑腔M带X射线辐射对称性的方法，包括以下步骤：

S1、设置测量装置；所述测量装置包括依次间隔放置的黑腔、单能通道、针孔列阵、微通道板和X射线成像设备，所述黑腔、所述单能通道、所述针孔阵列、所述微通道板和所述X射线成像设备的中心位于一条直线上；

S2、在靶球表面涂上一层荧光材料，将靶球设置在黑腔中心；

S3、将激光射入所述黑腔，在所述X射线成像设备上得到单能的靶球荧光图像；

S4、利用所述靶球荧光图像，计算得到M带X射线辐射对称性。

靶球表面涂上一层荧光材料，黑腔内的M带X射线会诱发荧光材料的特征荧光而软X射线不能诱发荧光，特征荧光通过单能通道进行选能，再经过针孔阵列成像和微通道板，最后在X射线成像设备上形成时空分辨的单能靶球荧光图像。由于靶球发射的荧光强度正比于M带X射线强度，因此靶球荧光图像的强度角分布就等价于M带X射线辐射对称性分布，因而可以通过荧光图像的强度角分布获得M带X射线辐射对称性。

优选地，所述黑腔为用于间接驱动激光聚变研究的上下开有通孔、中间贯通的腔体，其特征在于，所述黑腔的两侧壁上分别开有一个诊断孔，两个所述诊断孔的法线所成角度为180°。

本发明采用的黑腔为间接驱动激光聚变研究中用的黑腔，不同的是，在黑腔的侧壁上开有两个诊断孔，用于进行M带X射线的对称性测量。

优选地，所述诊断孔、所述单能通道、所述针孔阵列、所述微通道板和所述X射线成像设备的中心均位于同一条直线上。