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X射线相衬成像应用于惯性约束核聚变多层球壳靶丸检测

晏骥 江少恩 苏明 巫顺超 林稚伟

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X射线相衬成像应用于惯性约束核聚变多层球壳靶丸检测

晏骥, 江少恩, 苏明, 巫顺超, 林稚伟

The application of phase contrast imaging to ICF multi-shell capsule diagnosis

Yan Ji, Jiang Shao-En, Su Ming, Wu Shun-Chao, Lin Zhi-Wei
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  • 随着惯性约束核聚变(ICF)研究的逐步深入,尤其是氘氚(DT)燃料层球壳梯度掺杂的广泛应用,对轻物质界面的诊断需求日益增长.在北京同步辐射形貌成像站的微米CT机上利用类同轴相衬成像方法获取了三层球壳靶丸的相衬图像,最佳空间分辨率达到了2upm,衬度达到12%;通过分析边缘增强函数和衬度传递函数之间的关系,总结出一套完整的类同轴相衬成像方法,同时将相衬成像结果与吸收成像结果对比.实验结果表明,X射线相衬成像在轻物质界面的分辨中具有明显的优势,能够广泛应用于ICF研究、医学断层扫描CT装置和生物结构等前沿科学领域.
    With the development of the research on inertial confinement fusion (ICF), there is needed a diagnostic technique for low Z materials.The phase contrast imaging, which relies on gradients in the refractive index and wave interference, is proposed to characterize the typical ICF (inertial confinement fusion) capsule shell. In our work it is indicated that the phase contrast imaging obtained with a micro-focus X-ray source provides complementary information about the capsule shell with high resolution 2 upm, and has advantages of absorb imaging. Such a capsule shell diagnostic technique is very useful for ICF diagnoses. Besides, we propose an approach to obtaining of the optimum contrast and spatial resolution in phase contrast imaging. It is a guidance in obtaining an excellent result in phase contrast imaging experiment, and can be widely used in biomedicine, materials science.
      通信作者: 江少恩, Jiangshn@vip.sina.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10775120)资助的课题.
      Corresponding author: Jiang Shao-En, Jiangshn@vip.sina.com
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10775120).
    [1]

    Chen J W, Gao H Y, Li R X, Gan H J, Zhu H F, Xie H L, Xu Z Z 2005 Progress in Physics 25 175 (in Chinese) [陈建文, 高鸿奕, 李儒新, 干慧菁, 朱化凤, 谢红兰, 徐至展 2005 物理学进展 25 175]

    [2]

    Atsushi M, Tohoru T, Ltai Y 1994 Rev. Sci. Instrum. 66 2

    [3]
    [4]

    Davis J, Gao D, Gureyev T E, Stevenson A W, Wilkins S W 1995 Phys. Rev. Lett. 74 3173

    [5]
    [6]

    Davis J, Gao D, Gureyev T E, Stevenson A W, Wilkins S W 1995 Nature 373 595

    [7]
    [8]

    Anton M 2007 Appl. Phys. Lett. 90 154106

    [9]
    [10]
    [11]

    Pavlov K M, Gureyev T E, Paganin D, Nesterets Y I, Morgan M J, Lewis R A 2004 J. Phys. D: Appl. Phys. 37 2746

    [12]
    [13]

    Zhu P P, Wang J Y, Yuan Q X, Tian Y L, Huang W X, Li G, Hu T D, Jiang X M, Wu Z Y 2005 Acta Phys. Sin. 51 58 (in Chinese) [朱佩平, 王雋越, 袁清习, 田玉莲, 黄万霞, 黎刚, 胡天斗, 姜晓明, 吴自玉 2005 物理学报 51 58]

    [14]

    Workman J, Cobble J, Flippo K, Gautier D C, Montgomery D, Soffermann D T 2010 Rev. Sci. Instrum 81 10E520

    [15]
    [16]
    [17]

    Oliva P, Carpinelli M, Golosio B, Delogu P, Endrizzi M, Park J, Pogorelsky I, Yakimenko V, Williams O, Rosenzweig J 2010 Appl. Phys. Lett. 97 134104

    [18]

    Yan J, Jiang S E, Yin Z J 2010 High Power Laser and Particl Beams 22 2047 (in Chinese) [晏骥, 江少恩, 阴泽杰 2010 强激光与粒子束 22 2047]

    [19]
    [20]
    [21]

    Zoofan B, Kim J Y, Rokhlin S I 2006 J. Appl. Phys. 100 014502

    [22]
    [23]

    Pfeiffer F, Bech M, Bunk O, Donath T, Henrich B, Kraft P, David C 2009 J. Appl. Phys. 105 102006

    [24]

    Donath T, Pfeiffer F, Bunk O, Groot W, Bednarzik M, Hempel E, Popescu S, Hoheisel M, David C 2009 Rev. Sci. Instrum 80 053701

    [25]
    [26]
    [27]

    Kozioziemski B J, Koch J A, Barty A, Martz H E 2005 J. Appl. Phys. 97 063103

    [28]
    [29]

    Liu Y Q, Gao D Z, Liu L X, Luo Q, Ye C G 2006 High Power Laser and Particl Beams 18 2097 (in Chines) [刘元琼, 高党忠, 刘丽想, 罗青, 叶成钢 2006 强激光与粒子束 18 2097]

    [30]
    [31]

    Wu Z, Liu H, Yan A M 2005 Nucl. Instru. Meth. B 234 563

    [32]

    Koch J A, Landen O L 2009 J. Appl. Phys. 105 113112

    [33]
    [34]
    [35]

    Pogany A, Gao D, Wilkins S W 1997 Rev. Sci. Instrum 68 2774

    [36]
    [37]

    Yadav S, Kashyap Y, Sarkar P S, Sinha A, Godwal B K 2006 Nucl. Instru. Meth. A 564 496

    [38]
    [39]

    Stevenson W, Gureyev T E, Paganin D, Wilkins S W 2003 Nucl. Instrum. Meth. B 199 427

    [40]
    [41]

    Liu L X, Du G H, Hu W, Luo Y Y, Xie H L, Chen M, Xiao T Q 2006 Acta Phys. Sin. 55 12 (in Chinese) [刘丽想, 杜国浩, 胡雯, 骆玉宇, 谢红兰, 陈敏, 肖体乔 2006 物理学报 55 12]

    [42]
    [43]

    Cao G H, Hamilton J, Petruck C R, Diebold G J 2007 J. Opt. Soc. Am. A 24 1201

    [44]

    Liu X, Guo J C, Liu H B 2007 Journal of Shenzhen University Science and Engineering 24 261 (in Chinese) [刘鑫, 郭金川, 牛憨笨 2007 深圳大学学报理工版 24 261]

    [45]
    [46]

    Zhang D, Li Z, Huang Z F, Yu A M, Kang K J 2007 Atomic En-ergy Science and Technology 41 36(in Chinese) [章迪, 李政, 黄志峰, 禹爱民, 康克军 2007 原子能科学技术 41 36]

    [47]
    [48]

    Kashyap Y S, Roy T, Sarkar P S, Yadav P S, Shukla M, Sinha A 2007 Rev. Sci. Instrum 78 083703

    [49]
    [50]

    Kozioziemski B J, Sater J D, Moody J D, Sanchez J J, London R A, Barty A, Martz H E 2005 J. Appl. Phys. 98 103105

    [51]
    [52]
    [53]

    Gan H Q, Zhu H F, Zhu P P, Wang J Y, Huang W X, Yuan Q X, Xian D C 2006 Acta Photonica Sinica 35 887 (in Chinese) [干慧菁, 朱化凤, 陈建文, 高鸿奕, 李儒新, 徐志展, 朱佩平, 王焦越, 黄万霞, 冼鼎昌 2006 光子学报 35 887]

    [54]
    [55]

    Yu A M, Li Z, Zhang D, Huang Z F 2006 High Energy Physics and Nuclear Physics 30 1119 (in Chinese) [禹爱民, 李政, 章迪, 黄志峰 2006 高能物理与核物理 30 1119]

    [56]
    [57]

    Wei X, Xiao T Q, Chen M L, Liu L X, Luo Y Y,Y Du G H, Xu H J 2005 Nuclear Techniques 28 891 (in Chinese) [魏逊, 肖体乔, 陈敏, 刘丽想, 骆玉宇, 杜国浩, 俆洪杰 2005 核技术 28 891]

    [58]

    Huang W X, Tian Y L, Zhu P P, Mai Z H, Hu X F 2002 Acta Phys. Sin. 51 1041 (in Chinese) [黄万霞, 田玉莲, 朱佩平, 麦振洪, 胡小方 2002 物理学报 51 1041]

    [59]
    [60]
    [61]

    Goodman J W (Translated by Tai K C) 2006 Introduction to Fourier Optics (Beijing: Publishing House of Electronics Indus-try) pp114150 (in Chinese) [约瑟夫 W 古德曼著(泰克诚译) 2006 傅里叶光学导论(北京: 电子工业出版社)第114---150页]

  • [1]

    Chen J W, Gao H Y, Li R X, Gan H J, Zhu H F, Xie H L, Xu Z Z 2005 Progress in Physics 25 175 (in Chinese) [陈建文, 高鸿奕, 李儒新, 干慧菁, 朱化凤, 谢红兰, 徐至展 2005 物理学进展 25 175]

    [2]

    Atsushi M, Tohoru T, Ltai Y 1994 Rev. Sci. Instrum. 66 2

    [3]
    [4]

    Davis J, Gao D, Gureyev T E, Stevenson A W, Wilkins S W 1995 Phys. Rev. Lett. 74 3173

    [5]
    [6]

    Davis J, Gao D, Gureyev T E, Stevenson A W, Wilkins S W 1995 Nature 373 595

    [7]
    [8]

    Anton M 2007 Appl. Phys. Lett. 90 154106

    [9]
    [10]
    [11]

    Pavlov K M, Gureyev T E, Paganin D, Nesterets Y I, Morgan M J, Lewis R A 2004 J. Phys. D: Appl. Phys. 37 2746

    [12]
    [13]

    Zhu P P, Wang J Y, Yuan Q X, Tian Y L, Huang W X, Li G, Hu T D, Jiang X M, Wu Z Y 2005 Acta Phys. Sin. 51 58 (in Chinese) [朱佩平, 王雋越, 袁清习, 田玉莲, 黄万霞, 黎刚, 胡天斗, 姜晓明, 吴自玉 2005 物理学报 51 58]

    [14]

    Workman J, Cobble J, Flippo K, Gautier D C, Montgomery D, Soffermann D T 2010 Rev. Sci. Instrum 81 10E520

    [15]
    [16]
    [17]

    Oliva P, Carpinelli M, Golosio B, Delogu P, Endrizzi M, Park J, Pogorelsky I, Yakimenko V, Williams O, Rosenzweig J 2010 Appl. Phys. Lett. 97 134104

    [18]

    Yan J, Jiang S E, Yin Z J 2010 High Power Laser and Particl Beams 22 2047 (in Chinese) [晏骥, 江少恩, 阴泽杰 2010 强激光与粒子束 22 2047]

    [19]
    [20]
    [21]

    Zoofan B, Kim J Y, Rokhlin S I 2006 J. Appl. Phys. 100 014502

    [22]
    [23]

    Pfeiffer F, Bech M, Bunk O, Donath T, Henrich B, Kraft P, David C 2009 J. Appl. Phys. 105 102006

    [24]

    Donath T, Pfeiffer F, Bunk O, Groot W, Bednarzik M, Hempel E, Popescu S, Hoheisel M, David C 2009 Rev. Sci. Instrum 80 053701

    [25]
    [26]
    [27]

    Kozioziemski B J, Koch J A, Barty A, Martz H E 2005 J. Appl. Phys. 97 063103

    [28]
    [29]

    Liu Y Q, Gao D Z, Liu L X, Luo Q, Ye C G 2006 High Power Laser and Particl Beams 18 2097 (in Chines) [刘元琼, 高党忠, 刘丽想, 罗青, 叶成钢 2006 强激光与粒子束 18 2097]

    [30]
    [31]

    Wu Z, Liu H, Yan A M 2005 Nucl. Instru. Meth. B 234 563

    [32]

    Koch J A, Landen O L 2009 J. Appl. Phys. 105 113112

    [33]
    [34]
    [35]

    Pogany A, Gao D, Wilkins S W 1997 Rev. Sci. Instrum 68 2774

    [36]
    [37]

    Yadav S, Kashyap Y, Sarkar P S, Sinha A, Godwal B K 2006 Nucl. Instru. Meth. A 564 496

    [38]
    [39]

    Stevenson W, Gureyev T E, Paganin D, Wilkins S W 2003 Nucl. Instrum. Meth. B 199 427

    [40]
    [41]

    Liu L X, Du G H, Hu W, Luo Y Y, Xie H L, Chen M, Xiao T Q 2006 Acta Phys. Sin. 55 12 (in Chinese) [刘丽想, 杜国浩, 胡雯, 骆玉宇, 谢红兰, 陈敏, 肖体乔 2006 物理学报 55 12]

    [42]
    [43]

    Cao G H, Hamilton J, Petruck C R, Diebold G J 2007 J. Opt. Soc. Am. A 24 1201

    [44]

    Liu X, Guo J C, Liu H B 2007 Journal of Shenzhen University Science and Engineering 24 261 (in Chinese) [刘鑫, 郭金川, 牛憨笨 2007 深圳大学学报理工版 24 261]

    [45]
    [46]

    Zhang D, Li Z, Huang Z F, Yu A M, Kang K J 2007 Atomic En-ergy Science and Technology 41 36(in Chinese) [章迪, 李政, 黄志峰, 禹爱民, 康克军 2007 原子能科学技术 41 36]

    [47]
    [48]

    Kashyap Y S, Roy T, Sarkar P S, Yadav P S, Shukla M, Sinha A 2007 Rev. Sci. Instrum 78 083703

    [49]
    [50]

    Kozioziemski B J, Sater J D, Moody J D, Sanchez J J, London R A, Barty A, Martz H E 2005 J. Appl. Phys. 98 103105

    [51]
    [52]
    [53]

    Gan H Q, Zhu H F, Zhu P P, Wang J Y, Huang W X, Yuan Q X, Xian D C 2006 Acta Photonica Sinica 35 887 (in Chinese) [干慧菁, 朱化凤, 陈建文, 高鸿奕, 李儒新, 徐志展, 朱佩平, 王焦越, 黄万霞, 冼鼎昌 2006 光子学报 35 887]

    [54]
    [55]

    Yu A M, Li Z, Zhang D, Huang Z F 2006 High Energy Physics and Nuclear Physics 30 1119 (in Chinese) [禹爱民, 李政, 章迪, 黄志峰 2006 高能物理与核物理 30 1119]

    [56]
    [57]

    Wei X, Xiao T Q, Chen M L, Liu L X, Luo Y Y,Y Du G H, Xu H J 2005 Nuclear Techniques 28 891 (in Chinese) [魏逊, 肖体乔, 陈敏, 刘丽想, 骆玉宇, 杜国浩, 俆洪杰 2005 核技术 28 891]

    [58]

    Huang W X, Tian Y L, Zhu P P, Mai Z H, Hu X F 2002 Acta Phys. Sin. 51 1041 (in Chinese) [黄万霞, 田玉莲, 朱佩平, 麦振洪, 胡小方 2002 物理学报 51 1041]

    [59]
    [60]
    [61]

    Goodman J W (Translated by Tai K C) 2006 Introduction to Fourier Optics (Beijing: Publishing House of Electronics Indus-try) pp114150 (in Chinese) [约瑟夫 W 古德曼著(泰克诚译) 2006 傅里叶光学导论(北京: 电子工业出版社)第114---150页]

  • [1] 税敏, 于明海, 储根柏, 席涛, 范伟, 赵永强, 辛建婷, 何卫华, 谷渝秋. 激光加载下金属锡材料微喷颗粒与低密度泡沫混合实验研究. 物理学报, 2019, 68(7): 076201. doi: 10.7498/aps.68.20182280
    [2] 杨钧兰, 钟哲强, 翁小凤, 张彬. 惯性约束聚变装置中靶面光场特性的统计表征方法. 物理学报, 2019, 68(8): 084207. doi: 10.7498/aps.68.20182091
    [3] 肖德龙, 戴自换, 孙顺凯, 丁宁, 张扬, 邬吉明, 尹丽, 束小建. Z箍缩动态黑腔驱动靶丸内爆动力学. 物理学报, 2018, 67(2): 025203. doi: 10.7498/aps.67.20171640
    [4] 陈鹏玮, 厉彦忠, 李翠, 代飞, 丁岚, 辛毅. 低温冷冻靶温度动态特性的数值模拟研究. 物理学报, 2017, 66(19): 190702. doi: 10.7498/aps.66.190702
    [5] 李宏勋, 张锐, 朱娜, 田小程, 许党朋, 周丹丹, 宗兆玉, 范孟秋, 谢亮华, 郑天然, 李钊历. 基于光束参量优化实现直接驱动靶丸均匀辐照. 物理学报, 2017, 66(10): 105202. doi: 10.7498/aps.66.105202
    [6] 易涛, 王传珂, 杨进文, 朱效立, 谢常青, 刘慎业. 基于移位双光栅色散元件的X射线谱仪研制. 物理学报, 2016, 65(16): 165201. doi: 10.7498/aps.65.165201
    [7] 邓学伟, 周维, 袁强, 代万俊, 胡东霞, 朱启华, 景峰. 甚多束激光直接驱动靶面辐照均匀性研究. 物理学报, 2015, 64(19): 195203. doi: 10.7498/aps.64.195203
    [8] 晏骥, 张兴, 郑建华, 袁永腾, 康洞国, 葛峰骏, 陈黎, 宋仔峰, 袁铮, 蒋炜, 余波, 陈伯伦, 蒲昱东, 黄天晅. 氘氘-塑料靶丸变收缩比内爆物理实验研究. 物理学报, 2015, 64(12): 125203. doi: 10.7498/aps.64.125203
    [9] 黄鑫, 彭述明, 周晓松, 余铭铭, 尹剑, 温成伟. 黑腔冷冻靶传热与自然对流的数值模拟研究. 物理学报, 2015, 64(21): 215201. doi: 10.7498/aps.64.215201
    [10] 赵英奎, 欧阳碧耀, 文武, 王敏. 惯性约束聚变中氘氚燃料整体点火与燃烧条件研究. 物理学报, 2015, 64(4): 045205. doi: 10.7498/aps.64.045205
    [11] 尹剑, 陈绍华, 温成伟, 夏立东, 李海容, 黄鑫, 余铭铭, 梁建华, 彭述明. 玻璃微球内氘结晶行为研究. 物理学报, 2015, 64(1): 015202. doi: 10.7498/aps.64.015202
    [12] 晏骥, 郑建华, 陈黎, 胡昕, 黄天晅, 江少恩. 多点光源相衬成像法应用于内爆背光照相实验. 物理学报, 2013, 62(12): 125203. doi: 10.7498/aps.62.125203
    [13] 王凯, 林伟, 刘元琼, 谢端, 黎军, 马坤全, 唐永建, 雷海乐. 背光阴影成像表征降温速率对ICF冷冻冰层均化的影响. 物理学报, 2012, 61(19): 195204. doi: 10.7498/aps.61.195204
    [14] 宋天明, 易荣清, 崔延莉, 于瑞珍, 杨家敏, 朱托, 侯立飞, 杜华冰. ICF实验软X射线能谱仪对辐射能流时间关联测量的时标系统. 物理学报, 2012, 61(7): 075208. doi: 10.7498/aps.61.075208
    [15] 张占文, 漆小波, 李波. 惯性约束聚变点火靶候选靶丸特点及制备研究进展. 物理学报, 2012, 61(14): 145204. doi: 10.7498/aps.61.145204
    [16] 晏骥, 郑建华, 陈黎, 林稚伟, 江少恩. X射线相衬成像技术应用于高能量密度物理条件下内爆靶丸诊断. 物理学报, 2012, 61(14): 148701. doi: 10.7498/aps.61.148701
    [17] 占江徽, 姚欣, 高福华, 阳泽健, 张怡霄, 郭永康. 惯性约束聚变驱动器连续相位板前置时频率转换晶体内部光场研究. 物理学报, 2011, 60(1): 014205. doi: 10.7498/aps.60.014205
    [18] 程文雍, 张小民, 粟敬钦, 赵圣之, 董军, 李平, 周丽丹. 利用运动光束抑制高功率激光小尺度自聚焦. 物理学报, 2009, 58(10): 7012-7016. doi: 10.7498/aps.58.7012
    [19] 姚欣, 高福华, 张怡霄, 温圣林, 郭永康, 林祥棣. 激光惯性约束聚变驱动器终端光学系统中束匀滑器件前置的条件研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3130-3134. doi: 10.7498/aps.58.3130
    [20] 姚欣, 高福华, 高博, 张怡霄, 黄利新, 郭永康, 林祥棣. 惯性约束聚变驱动器终端束匀滑器件前置时频率转换系统优化研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4598-4604. doi: 10.7498/aps.58.4598
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-03-25
  • 修回日期:  2011-06-22
  • 刊出日期:  2012-03-05

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