超短脉冲激光辐照固体靶产生超热电子研究

实验研究了超短脉冲激光辐照固体靶产生的超热电子温度 ,所用方法是测量超热电子在固体中韧致辐射产生的硬X射线 ( >30keV)能量连续谱。中等强度 ( 1 0 16W /cm2 )、无预脉冲、红外超短脉冲( 74 4nm ,1 30fs,6mJ)、P极化激光 4 5°照射 5mm铜靶 ,产生了能量为 4 0 0keV的X射线信号 ,利用Maxwellian分布拟合能谱得到的超热电子温度为 85keV ,产生高能电子的主导吸收机制为真空加热。     

超短脉冲激光与固体靶相互作用的硬X射线能谱

本实验使用高纯锗探测器，运用单光子法，对超短脉冲激光与固体铜靶相互作用产生的硬X射线能谱进行测量。实验结果表明：在激光强度I≈8×10¹⁶W/cm²的P极化光以45°入射角照射5 mm铜靶、探测立体角为4.5×10^－6的实验条件下，产生的硬X射线的能量主要集中在低于100keV能量范围内，超热电子温度分别为(7.4±0.7)keV和(19.5±1.6)keV。     

强激光与固体靶相互作用所致硬X射线剂量和能谱的实验测量

为了研究强激光与固体靶相互作用产生的电离辐射危害,本文在星光Ⅲ300TW强激光装置上开展了一系列激光打靶实验。实验使用的激光功率密度为5×10~(18)~4×10~(19)W/cm~2,激光脉冲能量为60~153J,靶为直径1mm、厚度1mm的Ta圆柱,本文分别对X射线剂量、X射线能谱和超热电子能谱进行了测量。实验结果表明,测量到的单发最大X射线剂量约为16.8mSv,靠近激光传播方向(0°),距靶50cm处;激光0°方向的X射线剂量随激光功率密度的增加而显著增加,激光90°方向的X射线剂量随激光功率密度的变化相对较小;测量到的X射线能谱可大致用含有两个X射线温度的指数分布函数描述,其中0°方向测量到的X射线温度为0.4~1.15 MeV,90°方向测量到的X射线温度为0.25~0.54 MeV;实测超热电子温度与Wilks定标率符合较好。     

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     

高功率Z箍缩软X射线功率测量

针对“强光一号”装置喷氪气高功率Z箍缩等离子体实验产生1keV以下的软X射线，研制了脉冲恒压电源驱动的镍薄膜量热计，测量Z箍缩软X射线总能量，用快时间响应的X射线二极管(XRD)探测器建立了软X射线功率测量系统，给出了实验测量结果。     

薄膜锗靶等离子体参量诊断的实验研究

描述了对双脉冲辐照薄膜锗靶形成的等离子体参量诊断的实验研究。使用平晶谱仪和时间分辨X射线晶体谱仪诊断等离子体参量,给出了等离子体的电子密度、电子温度及其时间演变过程。实验结果表明:双脉冲打靶比单脉冲打靶电子温度有较大幅度提高。诊断结果为双脉冲驱动薄膜靶高增益X射线激光实验选择最佳的实验条件提供了实验依据。     

薄膜锗靶等离子体参量诊断的实验研究

描述了对双脉冲辐照薄膜锗靶形成的等离子体参量诊断的实验研究。使用平晶谱仪和时间分辨 X 射线晶体谱仪诊断等离子体参量,给出了等离子体的电子密度、电子温度及其时间演变过程。实验结果表明:双脉冲打靶比单脉冲打靶电子温度有较大幅度提高。诊断结果为双脉冲驱动薄膜靶高增益 X 射线激光实验选择最佳的实验条件提供了实验依据。     

电子磁谱仪法测量超热电子温度

利用超热电子磁谱仪测量了紫外超短脉冲激光与固体等离子体相互作用产生超热电子的能谱,在无预脉冲、激光强度为1017 W/cm2 条件下,紫外超短脉冲激光与固体(Cu)等离子体相互作用产生超热电子的能谱呈双温麦克斯韦分布,超热电子温度为81 keV,激光吸收的主导机制为真空吸收。     

紫外超短脉冲激光与固体靶相互作用产生超热电子能谱测量

利用电子磁谱仪测量紫外超短脉冲激光与固体等离子体相互作用产生超热电子的能谱,在无预脉冲、激光强度为1017 W/cm2的条件下,紫外(248 nm)超短(440 fs)脉冲激光与固体(Cu)等离子体相互作用产生超热电子的能谱呈双温麦克斯韦分布, 超热电子温度为81 keV,激光吸收的主导机制为真     

短波长激光超热电子产生和抑制机理的研究

介绍了在“神光Ⅰ”和“星光Ⅱ”上分别进行的二倍频、三倍频激光照射金盘靶、腔靶、碳氢有机膜平面靶的实验。通过测量硬X光谱推断超热电子特性,结合受激Raman散射光(SRS)和双等离子体衰变(TPD)产生的3/2ω_0谐波的观测,分析各种靶超热电子产生和抑制的机理,并探讨了抑制超热电子的有效途径。     

北京同步辐射软X射线装置与软X射线探测器标定

简单介绍了２套北京同步辐射软Ｘ射线装置，主要用于软Ｘ射线光学元件测量和软Ｘ射线探测元，器件的标定，给出了软件Ｘ射线装置上计量标准和探测器标定方面的研究结果。     

北京同步辐射3B1束线软X射线光源及探测器灵敏度标定

本文简单介绍了北京同步辐射装置３Ｂ１束线软Ｘ测量装置的结构与概况，从单色器能量分辨，绝对光子能及出射光强线性三个方面对该装置光源特性进行了系统的研究，初步建立了标定用辐射场，并为用于惯性约束聚变的软Ｘ射线探测器进行了灵敏度标定，得到比较理想的结果。     

Method for converting in-situ gamma ray spectra of a portable Ge detector to an incident photon flux energy distribution based on Monte Carlo simulation

A matrix stripping method for the conversion of in-situ gamma ray spectrum, obtained with portable Ge detector, to photon flux energy distribution is proposed. The detector response is fully described by its stripping matrix and full absorption efficiency curve. A charge collection efficiency function is introduced in the simulation to take into account the existence of a transition zone of increasing charge collection after the inactive Ge layer. Good agreement is obtained between simulated and experimental full absorption efficiencies. The characteristic stripping matrix is determined by Monte Carlo simulation for different incident photon energies using the Geant4 toolkit system. The photon flux energy distribution is deduced by stripping the measured spectrum of the partial absorption and cosmic ray events and then applying the full absorption efficiency curve. The stripping method is applied to a measured in-situ spectrum. The value of the absorbed dose rate in air deduced from the corresponding flux energy distribution agrees well with the value measured directly in-situ.     

90°散射角下源激发X射线荧光测量的最佳入射角及源-靶-探测器结构的改进

在90°散射角下,从基本激发方程出发,导出了以基体对入射与出射X射线质量吸收系数比为变量的最佳入射角表达式。按所求最佳入射角设计源-靶-探测器结构,使厚靶的低能端X射线射出介面的强度增强约20％,而且由于出射角减小,缩短了靶-探测器距离,从而使全谱探测效率提高20％左右。采用椭圆锥面准直孔、并将口部削成适当角度,可显著减小散射本底。     

CsI(Na)闪烁薄膜对重带电粒子时间响应实验研究

为发展具有粒子甄别能力的空间带电粒子辐射场测量的闪烁探测技术,本文采用单光子计数方法测量了片状CsI(Na)晶体在质子、锂离子和氧离子激发下的衰减时间曲线,结合CsI(Na)对脉冲X射线瞬态响应的波形分析,结果表明,CsI(Na)晶体对质子、重带电粒子和电子展示出完全不同的衰减时间特征。基于CsI(Na)材料的闪烁探测器在电流型计数模式下可望实现对高能电子、质子和重离子的分辨,从而为其用于空间辐射场测量的信号波形甄别奠定基础。     

Measurement of collision integral cross-sections of double-photon Compton effect using a single gamma ray detector: A response matrix approach

The collision integral cross-sections of double-photon Compton process are measured experimentally for 662 keV incident gamma photons. The measurements are successfully carried out using a single gamma ray detector, and do not require the complicated slow-fast coincidence technique used till now for observing this higher order quantum electrodynamics (QED) process. The energy spectra of one of the two final photons, originating in this process, in direction of the gamma ray detector are observed as a long tail to the single-photon Compton line on lower side of the full energy peak in the observed spectra. An inverse response matrix converts the observed pulse-height distribution of a NaI(Tl) scintillation detector to a true photon spectrum. This also results in extraction of events originating from double-photon Compton interactions. The present measured values of collision integral cross-section, although of same magnitude, deviate from the corresponding values obtained from the theory. In view of the magnitude of deviations, in addition to small value of probability of occurrence of this process, the agreement of measured values with theory is reasonably acceptable.     

低能Xe离子辐照在Al表面上的光辐射研究

本文测量了200~550 keV的Xe10+离子轰击高纯度（9999%）Al表面诱发的溅射Al原子的光发射,研究了Al Ⅰ 30810、30914、39452、39628 nm光谱线强度比值和光子产额随入射离子能量的变化趋势。在本实验能量范围内,辐射光谱线强度比值随入射离子能量增加几乎不变,而发射谱线的光子产额随入射离子能量的增加呈现出不同趋势：入射离子能量为450 keV时,光子产额出现极大值,入射离子能量超过450 keV时,光子产额随能量的增加而减少,其变化趋势与核阻止本领随能量增加的变化没有出现类同的变化特征。结合核阻止和电子阻止效应对实验结果进行了讨论,结果表明：入射离子能量低于450 keV时,核阻止在碰撞中起主导作用,入射离子能量高于450 keV时,电子阻止在碰撞中起主导作用。     

用于激光等离子体诊断的滤波-差分硬X光谱仪

介绍了利用滤片和Si导体探测器差分阵列组合的硬X光谱仪的工作原理、结构性能和测谱特点。给出ICF实验考核结果。     

武汉光源一期工程加速器系统

武汉光源一期工程计划建造一台第4代同步辐射装置,由1台1.5 GeV的低能量储存环和1台全能量直线注入器组成。储存环设计周长180 m,由8个标准混合型的7BA磁聚焦结构单元周期组成,能够储存500 mA的1.5 GeV电子。储存环自然发射度优化至222.8 pm·rad,可达到软X射线的衍射极限。为了满足用户对硬X射线的需求,每个标准单元的中心处安装了1台3-5 T的超强二极铁。同时为了提高因发射度减小造成的低寿命和动力学孔径过小造成的注入困难等问题,储存环的设计中还使用了三次谐波腔用于束团拉伸以及替换式注入系统等措施。全能量直线加速器位于储存环地下6 m处,采用S波段加速结构。本文将对武汉光源一期工程加速器系统进行更加详细的介绍。     

基于单球多计数器、GM计数管同时测量n、γ剂量当量的装置研制

介绍了一款同时测量混合辐射场中n、γ剂量当量的装置研制,该装置通过单球多计数器和GM计数管相结合的方法构成,单球多计数器的探测器由三根两两垂直的3He正比计数管构成,通过解谱的方法得到中子剂量当量。在Am-Be和Cf-252中子参考辐射场中进行了测试,剂量当量相对误差30%;在能量范围为63keV-1.25MeV的入射光子下进行了能量响应试验,相对误差30%。