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阳加速器钛丝X箍缩光源辐射特性实验研究

周少彤 李军 黄显宾 蔡红春 张思群 李晶 段书超 周荣国

阳加速器钛丝X箍缩光源辐射特性实验研究

周少彤, 李军, 黄显宾, 蔡红春, 张思群, 李晶, 段书超, 周荣国
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  • 为了利用X箍缩产生的点光源作为背光光源对丝阵Z箍缩内爆早期的负 载内部结构进行背光照相, 在阳加速器(电流峰值为500800 kA, 上升时间约80 ns)上开展了钛丝(丝交叉角度为60) X箍缩光源辐射特性的初步实验研究. 通过X射线二极管探测器、透射光栅谱仪、晶体谱仪和狭缝相机等诊断设备获取了箍缩点光源的辐射功率达到1.5 GW左右, 辐射能量约为1 J, 光子能量为keV量级的辐射能谱范围主要集中在14 keV能段, 点光源尺寸小于15 m, 其时间尺度(辐射脉冲半高宽)达到了200 ps. 对光源特征信息进行了初步分析, 同时掌握了有效获取钛丝X箍缩单脉冲点光源的方法.
    • 基金项目: 中国工程物理研究院双百人才基金(批准号: 2008R0104)资助的课题.
    [1]

    Pikuz S A, Shelkovenko T A, Sinars D B, Hammer D A, Lebedev S V, Bland S N, Skobelev Y, Abdallah J, Fontes C J, Zhang H L 2001 J. Quant. Spectrosc. Ra. Trans. 71 581

    [2]

    Sinars D B, Pikuz S A, Shelkovenko T A, Chandler K M, Hammer D A, Apruzese J P 2003 J. Quant. Spectrosc. Ra. Trans. 78 61

    [3]

    Liu R, Wang X X, Zou X B, Zeng N G, He L Y 2008 Euro. Phys. Lett. 83 25002

    [4]

    Liu R, Zou X B, Wang X X, Zeng N G, He L Y 2008 Laser Part. Beams 26 455

    [5]

    Ding N, Yang Z H, Ning C 2004 Acta Phys. Sin. 53 808 (in Chinese) [丁宁, 杨震华, 宁成 2004 物理学报 53 808]

    [6]

    Qiu A C, Kuai B, Zeng Z Z, Wang W S, Qiu M T, Wang L P, Cong P T, Lü M 2006 Acta Phys. Sin. 55 5917 (in Chinese) [邱爱慈, 蒯斌, 曾正中, 王文生, 邱孟通, 王亮平, 丛培天, 吕敏 2006 物理学报 55 5917]

    [7]

    Volkov G S, Grabovskii E V, Zurin M V, Mitrofanov K N, Oleinik G M, Porofeev I Y 2004 Instrum. Exp. Tech. 47 376

    [8]

    Sze H, Coleman P L, Banister J, Failor B H, Fisher A, Levine J S, Song Y, Waisman E M, Apruzese J P, Clark R W, Davis J, Mosher D, Thornhill J W, Velikovich A L, Weber B V, Coverdale C A, Deeney C, Gilliland T L, Mcgurn J, Spielman R B, Struve K W, Stygar W A, Bell D 2001 Phys. Plasmas 8 3135

    [9]

    Zhang R, Zhao T, Zou X B, Wang X X, Zhao Y C, Du Y Q, Wang L H 2010 High Power Laser and Particle Beams 22 931 (in Chinese) [张然, 赵彤, 邹晓兵, 王新新, 赵勇超, 杜彦强, 王联辉 2010 强激光与粒子束 22 931]

    [10]

    Zhao T, Zou X B, Zhang R, Wang X X 2010 Chin. Phys. B 19 075205

    [11]

    Ye F, Zhang F Q, Yang J L, Li Z H, Guo C, Xu Z P, Xu R K, Xia G X, Ning J M, Song F J, Chen J C, Zhong Y H, Jin Y J 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 1359 (in Chinese) [叶凡, 章法强, 杨建伦, 李正宏, 郭存, 许泽平, 徐荣昆, 夏广新, 宁家敏, 宋凤军, 陈进川, 钟耀华, 金永杰 2006 强激光与粒子束 18 1359]

    [12]

    Zhang S Q, Huang X B, Li J, Yang L B, Cui M Q, Zhao Y D 2009 High Power Laser and Particle Beams 7 1106 (in Chinese) [张思群, 黄显宾, 李晶, 杨礼兵, 崔明启, 赵屹东 2009 强激光与粒子束 7 1106]

    [13]

    Li J, Huang X B, Xie W P, Yang L B, Zhu X L, Duan S C, Pu Y K 2010 High Power Laser and Particle Beams 22 683 (in Chinese) [李晶, 黄显宾, 谢卫平, 杨礼兵, 朱效立, 段书超, 蒲以康 2010 强激光与粒子束 22 683]

    [14]

    Li J, Xie W P, Huang X B, Yang L B, Cai H C, Xiao S L 2010 High Power Laser and Particle Beams 22 2037 (in Chinese) [李晶, 谢卫平, 黄显宾, 杨礼兵, 蔡红春, 肖沙里 2010 强激光与粒子束 22 2037]

  • [1]

    Pikuz S A, Shelkovenko T A, Sinars D B, Hammer D A, Lebedev S V, Bland S N, Skobelev Y, Abdallah J, Fontes C J, Zhang H L 2001 J. Quant. Spectrosc. Ra. Trans. 71 581

    [2]

    Sinars D B, Pikuz S A, Shelkovenko T A, Chandler K M, Hammer D A, Apruzese J P 2003 J. Quant. Spectrosc. Ra. Trans. 78 61

    [3]

    Liu R, Wang X X, Zou X B, Zeng N G, He L Y 2008 Euro. Phys. Lett. 83 25002

    [4]

    Liu R, Zou X B, Wang X X, Zeng N G, He L Y 2008 Laser Part. Beams 26 455

    [5]

    Ding N, Yang Z H, Ning C 2004 Acta Phys. Sin. 53 808 (in Chinese) [丁宁, 杨震华, 宁成 2004 物理学报 53 808]

    [6]

    Qiu A C, Kuai B, Zeng Z Z, Wang W S, Qiu M T, Wang L P, Cong P T, Lü M 2006 Acta Phys. Sin. 55 5917 (in Chinese) [邱爱慈, 蒯斌, 曾正中, 王文生, 邱孟通, 王亮平, 丛培天, 吕敏 2006 物理学报 55 5917]

    [7]

    Volkov G S, Grabovskii E V, Zurin M V, Mitrofanov K N, Oleinik G M, Porofeev I Y 2004 Instrum. Exp. Tech. 47 376

    [8]

    Sze H, Coleman P L, Banister J, Failor B H, Fisher A, Levine J S, Song Y, Waisman E M, Apruzese J P, Clark R W, Davis J, Mosher D, Thornhill J W, Velikovich A L, Weber B V, Coverdale C A, Deeney C, Gilliland T L, Mcgurn J, Spielman R B, Struve K W, Stygar W A, Bell D 2001 Phys. Plasmas 8 3135

    [9]

    Zhang R, Zhao T, Zou X B, Wang X X, Zhao Y C, Du Y Q, Wang L H 2010 High Power Laser and Particle Beams 22 931 (in Chinese) [张然, 赵彤, 邹晓兵, 王新新, 赵勇超, 杜彦强, 王联辉 2010 强激光与粒子束 22 931]

    [10]

    Zhao T, Zou X B, Zhang R, Wang X X 2010 Chin. Phys. B 19 075205

    [11]

    Ye F, Zhang F Q, Yang J L, Li Z H, Guo C, Xu Z P, Xu R K, Xia G X, Ning J M, Song F J, Chen J C, Zhong Y H, Jin Y J 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 1359 (in Chinese) [叶凡, 章法强, 杨建伦, 李正宏, 郭存, 许泽平, 徐荣昆, 夏广新, 宁家敏, 宋凤军, 陈进川, 钟耀华, 金永杰 2006 强激光与粒子束 18 1359]

    [12]

    Zhang S Q, Huang X B, Li J, Yang L B, Cui M Q, Zhao Y D 2009 High Power Laser and Particle Beams 7 1106 (in Chinese) [张思群, 黄显宾, 李晶, 杨礼兵, 崔明启, 赵屹东 2009 强激光与粒子束 7 1106]

    [13]

    Li J, Huang X B, Xie W P, Yang L B, Zhu X L, Duan S C, Pu Y K 2010 High Power Laser and Particle Beams 22 683 (in Chinese) [李晶, 黄显宾, 谢卫平, 杨礼兵, 朱效立, 段书超, 蒲以康 2010 强激光与粒子束 22 683]

    [14]

    Li J, Xie W P, Huang X B, Yang L B, Cai H C, Xiao S L 2010 High Power Laser and Particle Beams 22 2037 (in Chinese) [李晶, 谢卫平, 黄显宾, 杨礼兵, 蔡红春, 肖沙里 2010 强激光与粒子束 22 2037]

  • [1] 赵屾, 朱鑫磊, 石桓通, 邹晓兵, 王新新. 用X-pinch对双丝Z箍缩进行轴向X射线背光照相. 物理学报, 2015, 64(1): 015203. doi: 10.7498/aps.64.015203
    [2] 吴坚, 王亮平, 李沫, 吴刚, 邱孟通, 杨海亮, 李兴文, 邱爱慈. 强光一号兆安电流钨丝X箍缩实验研究. 物理学报, 2014, 63(3): 035205. doi: 10.7498/aps.63.035205
    [3] 蒙世坚, 李正宏, 秦义, 叶繁, 徐荣昆. X射线连续谱法诊断铝丝阵Z箍缩等离子体温度. 物理学报, 2011, 60(4): 045211. doi: 10.7498/aps.60.045211
    [4] 高启, 张传飞, 周林, 李正宏, 吴泽清, 雷雨, 章春来, 祖小涛. Z箍缩Al等离子体X辐射谱线的分离及电子温度的提取. 物理学报, 2014, 63(9): 095201. doi: 10.7498/aps.63.095201
    [5] 高启, 张传飞, 周林, 李正宏, 吴泽清, 雷雨, 章春来, 祖小涛. Z箍缩Al等离子体X特征辐射谱线数值模拟及考虑叠加效应后的修正. 物理学报, 2014, 63(12): 125202. doi: 10.7498/aps.63.125202
    [6] 陈熙萌, 张红强, 崔 莹, 绍剑雄, 徐 徐, 李福利, 赵永涛, 肖国青, 杨治虎, 张艳萍, 张小安. 空心原子的K-x射线谱. 物理学报, 2005, 54(1): 85-88. doi: 10.7498/aps.54.85
    [7] 明 海, 陈 博, 刘宜晋, 朱佩平, 王寯越, 袁清习, 黄万霞, 吴自玉. X射线光栅相位成像的理论和方法. 物理学报, 2008, 57(3): 1576-1581. doi: 10.7498/aps.57.1576
    [8] 刘鑫, 雷耀虎, 赵志刚, 郭金川, 牛憨笨. 硬X射线相位光栅的设计与研制. 物理学报, 2010, 59(10): 6927-6932. doi: 10.7498/aps.59.6927
    [9] 梁昌慧, 李耀宗, 张小安, 赵永涛, 肖国青. 129Xeq+激发Mo表面产生的X射线谱. 物理学报, 2010, 59(9): 6059-6063. doi: 10.7498/aps.59.6059
    [10] 强鹏飞, 盛立志, 李林森, 闫永清, 刘哲, 周晓红. X射线聚焦望远镜光学设计. 物理学报, 2019, 68(16): 160702. doi: 10.7498/aps.68.20190709
    [11] 陈忠旺, 宁成. 基于MULTI2D-Z程序的Z箍缩动态黑腔形成过程模拟. 物理学报, 2017, 66(12): 125202. doi: 10.7498/aps.66.125202
    [12] 陈熙萌, 崔 莹, 张红强, 徐 徐, 邵健雄, 张小安, 杨治虎, 宋张勇, 张艳萍, 赵永涛, 于得洋, 蔡晓红. 高电荷态离子Arq+与不同金属靶作用产生的X射线. 物理学报, 2006, 55(5): 2221-2227. doi: 10.7498/aps.55.2221
    [13] 梁昌慧, 张小安, 李耀宗, 赵永涛, 梅策香, 程锐, 周贤明, 雷瑜, 王兴, 孙渊博, 肖国青. 近Bohr速度的152Eu20+入射Au表面产生的X射线谱. 物理学报, 2013, 62(6): 063202. doi: 10.7498/aps.62.063202
    [14] 张小安, 梅策香, 赵永涛, 程锐, 王兴, 周贤明, 雷瑜, 孙渊博, 徐戈, 任洁茹. CSR上C6+脉冲束激发Au靶的X射线辐射. 物理学报, 2013, 62(17): 173401. doi: 10.7498/aps.62.173401
    [15] 梁昌慧, 张小安, 李耀宗, 赵永涛, 肖国青. 不同动能的129Xe26+与Au表面作用产生的X射线谱. 物理学报, 2014, 63(16): 163201. doi: 10.7498/aps.63.163201
    [16] 闻铭武, 杨笑微, 王占山. 基于X射线塔尔博特效应的纳米光栅制作模拟研究. 物理学报, 2015, 64(11): 114102. doi: 10.7498/aps.64.114102
    [17] 梁昌慧, 张小安, 李耀宗, 赵永涛, 梅策香, 周贤明, 肖国青. 不同电荷态的129Xeq+激发Au的X射线发射研究. 物理学报, 2015, 64(5): 053201. doi: 10.7498/aps.64.053201
    [18] 张金帅, 黄秋实, 蒋励, 齐润泽, 杨洋, 王风丽, 张众, 王占山. 低温退火的X射线W/Si多层膜应力和结构性能. 物理学报, 2016, 65(8): 086101. doi: 10.7498/aps.65.086101
    [19] 周贤明, 赵永涛, 程锐, 雷瑜, 王瑜玉, 任洁茹, 刘世东, 梅策香, 陈熙萌, 肖国青. 近玻尔速度氙离子激发钒的K壳层X射线. 物理学报, 2016, 65(2): 027901. doi: 10.7498/aps.65.027901
    [20] 刘学, 冉宪文, 徐志宏, 汤文辉. 多能复合谱电子束与X射线能量沉积剖面的等效性. 物理学报, 2017, 66(2): 025202. doi: 10.7498/aps.66.025202
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-13
  • 修回日期:  2012-02-08
  • 刊出日期:  2012-08-20

阳加速器钛丝X箍缩光源辐射特性实验研究

  • 1. 中国工程物理研究院流体物理研究所, 绵阳 621900
    基金项目: 

    中国工程物理研究院双百人才基金(批准号: 2008R0104)资助的课题.

摘要: 为了利用X箍缩产生的点光源作为背光光源对丝阵Z箍缩内爆早期的负 载内部结构进行背光照相, 在阳加速器(电流峰值为500800 kA, 上升时间约80 ns)上开展了钛丝(丝交叉角度为60) X箍缩光源辐射特性的初步实验研究. 通过X射线二极管探测器、透射光栅谱仪、晶体谱仪和狭缝相机等诊断设备获取了箍缩点光源的辐射功率达到1.5 GW左右, 辐射能量约为1 J, 光子能量为keV量级的辐射能谱范围主要集中在14 keV能段, 点光源尺寸小于15 m, 其时间尺度(辐射脉冲半高宽)达到了200 ps. 对光源特征信息进行了初步分析, 同时掌握了有效获取钛丝X箍缩单脉冲点光源的方法.

English Abstract

参考文献 (14)

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