激光核聚变靶表面几何参数扫描探针测量技术

应用改造的原子力显微镜(AFM)作为传感系统,配合精密回转气浮轴系和三维微定位装置,实现了对激光核聚变靶球圆周方位形状误差的精密测量.采用该测量技术获得的靶球表面几何参数的测量数据及分析结果可为制靶工艺提供检测手段,并为激光打靶实验提供准确的靶球表面形貌参数.     

ICF分解实验中的平面调制靶和薄膜靶的研制

本工作研制了用于惯性约束聚变ICF分解实验模拟聚变靶丸表面粗糙度和驱动激光空间不均匀性对R—T不稳定性作用的平面调制靶和平面薄膜靶。以激光干涉法结合图形转移工艺获得波长20～100μm、振幅0．0～4．0μm的正弦调制图形的模板,再将调制图形转移至溴代聚苯乙烯薄膜表面,制备出ICF实验用溴代聚苯乙烯平面调制箔靶;以半导体工艺结合自截止腐蚀工艺制得厚度4μm左右的自支撑Si平面薄膜靶。Si膜的表面粗糙度为几十纳米。对所研制的两种靶型的参数进行了测量。     

辐射条件下球腔冷冻靶温度场分布数值研究

惯性约束聚变冷冻靶系统中，为成功实现靶丸点火，冰层厚度均匀性需达到99%，表面粗糙度的均方根要小于1 μm。控制靶丸表面最大温差小于0.1 mK能满足以上点火要求。为研究辐射对惯性约束聚变间接驱动靶丸的温度场影响，建立了三维对称球腔冷冻靶系统的计算模型。考虑球腔内部激光入射口封口膜吸收率以及外部辐射温度对球腔内部温度场分布的影响，利用FLUENT软件对球腔冷冻靶温度场进行了数值模拟计算。研究表明：球腔由于自身具有的球对称几何结构，其内部的温度场分布更加均匀；受外界辐射影响，有窗侧靶丸表面温度较无窗侧温度高；辐射温度越高，靶丸表面的绝对温度越高，虽然靶丸表面的温差变化基本可忽略，但要防止由于外界辐射温度过高而导致的DT冰层均匀性恶化，应选用多层屏蔽罩结构降低辐射的影响；激光入射口封口膜吸收率大于0.2时，靶丸表面温差显著增大。     

ICF实验中球靶表面光强分布模拟程序的开发

在ICF实验中,激光光路参数的设定是关键之一。本程序是基于Windows在Cbuilder环境下用C^＋＋编写的,模拟给出打靶后球靶表面的光强分布情况可以给实验人员在打靶前调整激光参数做参考,对ICF实验提高效率很有帮助;经过适当改进也可以方便用于其他靶型。     

超热电子能谱测量

采用180电子磁谱仪方法测量了超短(120 fs)红外(744 nm)脉冲激光与固体等离子体相互作用产生的超热电子能谱。激光参数为无预脉冲、45斜入射的P激化光,靶为5 mm的铜,靶表面经机械抛光,靶上功率密度为1016 W/cm2。谱仪设置在入射激光的正反射方向,测量到的能谱采用 Maxwellian(e     

光幕靶测试系统测量不确定度分析

弹丸参数测试是靶场测试的一项主要内容,论文提出了一种激光光幕靶对弹丸速度进行测量的方法,介绍了激光光幕靶的测速原理,并对光幕靶测试系统的测量不确定度进行了分析,为试验布局提供理论依据.     

塑料微球强度和渗氘性能测量

摘要：针对激光惯性约束聚变物理实验打靶所需的氘氚燃料塑料微球靶进行微球强度和渗氘性能初步研究，测量了塑料微球球壳在20（室温）、40、60℃下的压缩强度，并实验测得了塑料微球在20、60℃下的氘气渗透率。     

表面电离的计算与测量

通过对电离度和表面下离子流密度的计算以及对靶电流和负离子的测量，对诸如钽，铁，钨，镍，铼和铂等高功函数金属表面的电离效率进行比较研究后表明：铁作为一种普通金属同样是较好的电离材料，并对影响表面电离的温度，铯蒸汽压力以及表面功函数进行了讨论。     

立式靶丸AFM表面轮廓仪系统精度测试

研制了立式轴系结构靶丸AFM表面轮廓仪,对测量装置的精度进行了系统的测试。针对影响测量结果的不确定性因素,分别从气浮轴系回转误差、系统静态噪声误差以及综合测量误差几个角度开展实验研究。采用标准球及两步回转误差分离法获取了气浮轴系系统误差数据,在实际测量时作为系统误差进行消除。综合测量实验证明,该系统的测量噪声峰谷极差约22 nm,RMS为5.2 nm。     

激光靶丸全表面检测与功率谱特征评价

本工作基于靶丸全球面测量的经纬迹线法,应用由原子力显微镜、精密回转气浮轴系及辅助转位轴系等组成的靶丸表面形貌测量系统,对直径0.34mm的空心塑料靶丸表面进行了测量实验。实验选择了圆周9条经圆(间隔20°),每个经圆方向上纬圆间隔10μm,最大偏移20μm的方案,获取了靶丸全球面的经纬测量迹线,并对测量结果进行了模数-功率谱特征曲线和表面均方根粗糙度的分析。     

Calculation of the parameters of the field of a cylindrical absorbing radiator in the direction of the generator

The problem of determining the parameters of the field of a cylindrical absorbing radiator in the direction of the generator was solved for the case where the detection point lies outside the cylindrical surface of the radiator. A program of integrating the expression obtained numerically was developed. The results of calculations of the position of the dose rate isolines were presented for two radiators with relative heights 1 and 10. The maximum error was determined for the chosen numerical integration parameters relative to the exact solution: this error was found to be no greater than 2% for the interval of relative heights of the radiator 0.01–10. It was shown that the proposed scheme for obtaining the integral expression is much mor accurate than the scheme used previously for calculation of the parameters of the field in a range falling within the height of the radiator, 5 figures, 5 references. Affiliate of the North-West Civil Service Academy. Translated from Atomnaya énergiya, Vol. 88, No. 2, pp. 88–92.