激光聚变研究中心聚变靶物理实验和诊断技术研究进展
摘要：美国在国家点火攻关计划（NIC）的实施尽管未能实现点火目标，但建立了前所未有的点火靶物理精密实验能力，深化了点火靶物理认识，进一步明确了需要进一步解决的关键问题。激光聚变研究中心利用神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置条件，围绕黑腔等离子体能量学和内爆动力学开展实验与诊断技术研究，部分关键诊断技术取得突破，精密的实验能力显著增强，进一步丰富的配套实验结果在深化靶物理认识和校验数值模拟程序方面发挥了重要作用。激光聚变研究中心激光技术研究进展
摘要：介绍了中物院激光聚变研究中心在神光-Ⅲ主机装置建设、大口径高通量验证实验平台研制、神光-Ⅲ原型装置运行与性能提升、支撑激光驱动器建设的精密装校与洁净处理技术和精密光学检测技术、星光-Ⅲ激光装置建设、PW量级全光参量啁啾脉冲放大系统技术以及高功率波导激光技术等方面的主要研究进展情况。激光惯性约束聚变靶技术现状及其发展趋势
摘要：靶是激光惯性约束聚变（ICF）研究的物质基础，其质量的好坏对物理实验结果有极其重要的影响。靶本身的特点决定了制靶是一项极其复杂且特色鲜明的系统工程。主要介绍了国内ICF靶制备技术的现状，并对存在的问题及今后一段时期内的发展趋势作了简要说明。先进光学制造技术进展
摘要：针对高功率固体激光发展的需求，总结了先进光学制造技术方面的研究进展。采用超精密制造技术提高了非球面等元件的加工精度和制造效率，并为解决低缺陷加工提供了技术途径。围绕面形误差控制，特别是中频波前误差控制，发展了多种确定性抛光技术。针对熔石英元件建立了“去除-抑制”模型及新的抛光技术，有效抑制了亚表面缺陷的产生。多层膜KB在内爆自发射诊断中的应用
摘要：在神光Ⅲ原型装置上开展了辐射驱动内爆自发射的高分辨多能点诊断技术研究。利用双周期多层膜KB的选能能点，配合多级记录系统，实现了内爆自发的高空间分辨准单色成像。实验结果表明，利用胶片可以获得发射2．5keV和3．5keV的清晰图像，利用CCD可以获得8keV的窄能带清晰图像。实验结果可以很好用于芯部不对称性、电子温度分布以及密度分布的分析处理，为惯性约束聚变精密物理实验研究提供了新的诊断技术和方法。Silex-I飞秒激光装置X射线探测系统时间特性
摘要：在Silex-I飞秒激光装置上，利用32fs、800nm的激光辐照平面金靶，产生小于1ps的X射线脉冲，作为6脉冲X射线源，研究XRD探测器的时间响应特性，并且探索X射线条纹相机时间分辨和分幅相机曝光时间的X射线标定方法。实验给出了XRD探测器的时间响应特性。解决了条纹相机和分幅相机触发晃动问题，给出了条纹相机时间分辨和分幅相机曝光时间的X射线标定方法，初步给出条纹相机时间分辨和分幅相机曝光时间。实验靶对半黑腔辐射源辐射温度的影响
摘要：间接驱动惯性约束聚变和高能量密度物理实验中使用黑腔作为强X射线辐射源，黑腔源靶的等效辐射温度受安装在辐射出口的实验用靶的影响而与单独进行辐射源特性研究时有所不同。通过对几种不同辐射输运靶对半黑腔辐射源的影响进行的实验研究发现，添加不同填充材料的输运管能够使测量到的黑腔辐射源的辐射温度升高3～8eV。实验结果的统计显示，输运管越长，填充材料密度越大，辐射温度越高。神光Ⅱ激光装置X射线高分辨单色成像技术
摘要：介绍了基于球面弯晶的X射线高分辨单色背光成像技术。通过对球面弯晶背光成像系统的分析，获得成像关键性能参数随成像系统设计参数变化的关系，设计了应用于神光Ⅱ激光装置的单色背光成像系统。利用石英球面弯晶，采用Mg的类H共振发射线以及利用云母球面弯晶，采用Mo连续谱中3．14keV能点进行背光实验，获得了内爆靶丸的单色投影图像，空间分辨在较大范围内好于5μm。这种成像技术在现阶段惯性约束聚变（ICF）实验研究中能够发挥许多重要的作用，特别是对内爆靶丸压缩流线的测量和流体力学不稳定性的诊断。用于ICF内爆诊断的质子成像磁透镜理论设计
摘要：根据加速器束流输运线设计的比例定律，设计了适用于ICF内爆DD反应产生的3．6MeV准单能质子束成像的磁透镜系统。通过公式推导以及束流动力学追踪模拟，获得了类似于几何光学成像中的物像关系，并使用三维粒子追踪模拟验证了磁透镜成像的物像关系。物像关系的满足，使得可以对磁透镜系统进行封装，然后根据物像关系，选择不同的物距以及相应的相距，就可以对物体成不同大小的像。神光Ⅲ主机高能X射线背光照相研究
摘要：在惯性约束聚变研究中获得滞止阶段内爆靶丸芯部状态图像具有极其重要的意义和价值。高功率密度拍瓦装置打击高Z金属靶产生轫致X射线（〉70keV）光源，并利用康普顿背光照相获取该图像是重要的诊断方法。基于神光Ⅲ主机装置48×3kJ的驱动能力开展相关背光照相性能研究。结合国外相关实验结果和数值模拟计算方法分别从光源亮度以及内爆过程产生的噪声分析入手，从理论上设计了整套康普顿成像系统。结果表明在神光Ⅲ主机上利用康普顿背光照相可以获得高质量的内爆压缩靶丸滞止阶段图像。辐射热波图像平整度实验研究
摘要：理论计算了诊断系统空间分辨对辐射热波烧穿图像平整度的影响，发现它会显著降低图像平整度。优化了三色谱仪诊断系统空间分辨并在神光Ⅱ装置上开展了验证性实验，结果表明420eV能区29μm空间分辨设置下测量到的热波图像平整区域有了明显改进，热波前沿涨落不超过4．7ps，远小于X光条纹相机约20ps的测量不确定度。在此改进下，热波烧穿图像平整度已经不是影响数据分析可靠性的主要因素。快点火锥壳靶压缩对称性及燃料分布测量实验研究
摘要：快点火激光惯性约束聚变将压缩与点火过程分开，与中心点火方式相比，大大放宽了对压缩对称性和能量的要求，是国际惯性约束聚变研究的热点方向。在神光Ⅱ装置上开展的快点火锥壳靶预压缩实验中，背光分幅图像显示导引锥及输运丝对靶丸预压缩过程无明显影响，实验结果与一维数值模拟结果吻合也证明了该结论；实验中通过调节导引锥尺寸和相对靶丸的位置，可保证最大压缩时刻导引锥保存完好，这对超热电子的输运以及能量沉积是至关首要的。神光Ⅱ升级装置软X光能谱仪研制
摘要：软X光能谱仪（SXS）是惯性约束聚变黑腔辐射流、辐射温度测量的主要诊断设备。根据神光Ⅱ升级装置实验需求，完成软X光谱仪系统研制，并开展了性能研究。谱仪采用环形透镜成像准直方法保证瞄准精度，通过固定角度平面镜安装机构来减少角度偏差。利用滤片、平面镜以及X光二极管（XRD）探测器的标定实验结果，得到谱仪测量能区为0．05～4．97keV。在短脉冲激光装置上开展通道时间响应性能研究，确定系统时间分辨力为99．22ps。激光烧蚀CH薄膜特性
摘要：报道了神光Ⅱ装置上激光膜相互作用的实验，实验利用能量计和光电管测量激光与CH薄膜作用前后的能量和时间波形的变化。结果表明：激光对CH薄膜透过率由作用产生的激光等离子体电子密度决定；功率密度为1．0×10^14w／cm^2的激光与CH薄膜作用下，入射激光能量脉冲前沿与薄膜作用产生激光等离子体；在200ps时，激光等离子体电子密度稀疏到临界密度以下，激光开始透过等离子体；在700ps后，等离子体密度远低于临界密度，激光完全透过激光等离子体。六硝基蔗的紫外光解
摘要：采用紫外可见光谱、X射线光电子能谱、电子自旋共振谱及质谱等实验手段研究了固态含能材料六硝基蔗（HNs）在365nm紫外光照下的光解机理。HNS的乙腈溶液被紫外光照射后，在310nm和350nm处出现了两个新的吸收峰。X-射线光电子能谱实验中，N元素和O元素的窄谱同分别在401eV和528eV处出现了新峰。质谱分析则显示在质荷比403和329处出现了两个新的特征离子峰。实验结果表明：C-NO2键断裂、分子中-NO2基团异构化为亚硝基，以及随后的NO消去等过程均可能发生在六硝基蔗的紫外光解反应过程中。基于中子飞行时间法的ICF内爆热斑离子温度诊断技术
摘要：在惯性约束聚变研究中，内爆热斑离子温度反映了热斑能量的高低，对内爆对称性和内爆速度等物理量十分敏感，是理解内爆物理过程不可或缺的重要参数。介绍了一种基于中子飞行时间法的ICF内爆热斑离子温度诊断技术。建立了一种采用塑料闪烁探测器作为中子测量器件的快时间响应中子飞行时间谱仪。谱仪输出时间波形的半高全宽小于1．1ns，上升时间约为0．5ns。描述了基于反卷积运算和低通滤波的飞行时间谱解谱方法。在神光Ⅲ原型装置较低的中子产额和离子温度条件下通过这种诊断技术成功获得了内爆热斑离子温度。基于神光Ⅲ原型装置的主动式冲击波测试技术
摘要：主动式冲击波双灵敏度精密诊断技术是惯性约束聚变物理实验精密化的关键技术之一，其主要功能是精密诊断惯性约束聚变中多个整形脉冲产生的冲击波加载、追赶的速度历程。对基于神光Ⅲ原型的成像型速度干涉仪技术进行了较全面的介绍。主要包括具有快速自校准能力的高分辨成像技术，束靶耦合物理对象分析与靶型设计技术，高置信度图像提取处理技术等关键技术。该系统空间分辨达到5μm、时间分辨10～30ps、测速不确定度小于2％，可对透明介质材料中的多次冲击过程进行连续测量。Kα单光子计数CCD标定
摘要：对三台单光子计数CCD的能量响应特性和探测效率进行实验标定。采用标准放射源对CCD进行照射，将CCD图像进行统计处理后，得到CCD的能量响应曲线。响应曲线近似为线性，不同的CCD响应曲线斜率明显不同。编写了MATLAB程序对多像素事件进行处理，获得CCD的探测效率曲线。在不同的能点处，CCD的探测效率明显不同，在5．1keV附近探测效率达到最大值。标定结果与XOP软件计算得到的吸收效率理论结果比较一致。该标定结果可用于超强激光打靶产生的Kα荧光光子产额和能谱的定量精确处理。
