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。     

激光波长对超热电子产生影响的实验研究

实验研究了两种波长超短脉冲激光(744 nm/120 fs/12 mJ、248 nm/420 fs/35 mJ)与固体(Cu)等离子体的相互作用,利用电子磁谱仪与成像板探测器测量了激光入射平面内超热电子的能谱与角分布.在无预脉冲、P极化激光45°斜入射的条件下,采用Maxwellian分布拟合得到的超热电子温度分别为46和19.4 keV,超热电子主要沿靶法线方向发射.产生超热电子的主导机制为真空加热,实验验证了真空吸收定标率Th≈4.11×10-2(Iλ2)1/2.54(keV).等离子体的电荷分离势分别为70和45 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。     

单光子入射方法测量超快硬X射线能谱

利用单光子入射方法测量了高强度超短脉冲激光 (1 3 0fs,1 0 16 W cm2 ,744nm)与固体等离子体相互作用产生的超快 (ps)硬X射线 (>3 0keV)能量连续谱。采用铅屏蔽、激光脉冲和线性门同步符合技术将HPGeX射线谱仪的本底计数率降低到 1 0 -4 炮 ,满足了单光子计数时的低本底要求。用该谱仪实际测量了激光等离子体产生的超快硬X射线能谱 ,所得结果与理论预期符合。     

辐射加热不同材料靶的X光再发射研究

研究辐射加热不同材料再发射X光特性。实验利用星光Ⅱ三倍频激光,以10~(14)W/cm~2激光强度辐照金盘形成辐射加热源,加热不同材料,利用多种诊断设备组合,并采取时、     

高气压充氙多丝正比室

研制了一个高气压充氙多丝正比室。其灵敏面积近700cm~2,充以3个大气压的氙-甲烷混合气体(95％Xe+5％CH_4),可探测10—200keV的硬X射线。对~(241)Am的59.54keV X射线,单丝能量分辨率(FWHH)10％,全部阳极丝并联输出则为19％,对其29.8keV的逃逸峰则分别为17％和20％。在密封不流气状态下可工作数月而保持良好的能量分辨率。     

利用类铜离子谱线诊断银等离子体电子密度

测量了激光加热块状银靶产生的等离子体XUV光谱。计算得到电子温度T_e分别为65eV,86eV和130eV时,AgXIX 4s—4p,4p—4d,4d—4f 7条谱线在不同电子密度时的强度。根据AgXIX 4d~2D~(5/2)-4f~2F_(7/2)和4p~2P_(3/2)-4d~2D_(5/2)两条谱线的强度比,推导了激光银等离子体电子密度。当入射激光功率密度为6×10~(12)W/cm~2时,银等离子体电子密度N_e=1×10~(20)/cm~3。     

高阻NTD硅低能β,γ和X射线探测器

本文叙述了高阻NTD硅低能β,γ和X射线探测器的制备工艺和性能,探测器的灵敏面积为15mm~2,厚2.3mm。在77K温度下用脉冲光反馈前置放大器对最大端点能量为18.6keV的氚β,~(241)Am 59.5keV的低能γ和X射线的能谱及~(55)Fe 5.9keV的X射线进行了测量。对~(55)Fe 5.9keV的X射线能量分辨率为190eV,并可在室温下存放。     

中子活化分析法测定注入Si中的As剂量和浓度分布

将一组不同注入能量(80keV～180keV)和剂量(10~(14)～10~(16)atom/cm~2)的As P型硅样品与相应的标准送入原子能所反应堆中,在相同条件下照射10小时,中子通量为10~(13)n/cm~2·s。照射后的样品冷却2～3天后用Ge(Li)γ谱仪分别测出样品和标准的活性,经衰变时间和硅片面积修正后,用相对比较法可得到一组硅片中含As的剂量值,典型结果列于表中,测量误差小于10％。此结果与用背散射法所测As剂量结果在误差范围内完全一致。     

Ar16+与Zr作用产生的X射线谱

本工作对超导离子源(SECRAL)上的10～20 kV/q Ar16 和Ar17 入射到金属Zr表面进行实验研究.实验结果表明,高电荷态Ar16 在金属表面存在着多电子激发过程.Ar空心原子的K层发射X射线强度随入射离子的动能减少,靶原子Zr的L壳层发射X射线强度随入射离子动能的增加而增强.Ar17 单离子的Kα-X射线产额比Ar16 单离子的Kα-X射线产额大5个数量级.     

基于多模式扫描探针显微镜技术分析碳化硅的辐照损伤

本文在600℃对6H-SiC进行了He~+辐照实验,离子辐照能量为100 keV,剂量为5×10~(15)ions·cm~(-2)、1×10~(16)ions.cm~(-2)、3×10~(16)ions.cm~(-2)和8×10~(16)ions·cm~(-2)。本文采用多模式扫描探针显微镜技术,包括轻敲模式原子力显微镜、纳米压痕/划痕和导电模式原子力显微镜技术对样品辐照前后的表面损伤进行了分析。结果表明,随辐照剂量的增加,样品表面粗糙度逐渐增加,表面硬度逐渐下降。导电模式原子力显微镜能清晰地观测到样品表面氮泡分布形态,进一步说明材料表面的肿胀是由材料内部高压氮泡产生的。     

一个同轴Ge(Li)探测器的快中子辐射损伤

实验结果表明:本文给出的探测器对快中子辐射损伤的灵敏度相当高。当累积中子通量为6.22×10~8cm~(-2)时,探测器对~(60)Co 1.33MeV γ射线的能量分辨(FWHM)大幅度变坏,为辐射损伤前的三倍;观察到了损伤后的能量分辨的瞬态变化现象;用~(137)C662keV的γ射线扫描技术从实验上再次证明了快中子辐射在探测器中产生空穴陷阱,导致能量分辨变坏。采用简单的净化漂移方法,能恢复损伤过的探测器的性能。     

用热释光剂量计对软X射线能注量的测量

本文给出两种热释光剂量计(TLD)对1.7—10keV软X射线能注量测量的刻度和使用结果。 TLD对软X射线注能量响应的刻度是以氙电离室为标准的。刻度用的X射线源包括:不同靶的荧光辐射源、~(55)Fe的X射线源和由管电压为5—15kV的X光机产生并经固有过滤的软X射线源。 关于LiF(Mg、Ti)和天然CaF_2两种TLD元件对3.3—8.64keV软X射线在全吸收(不全吸收时,给出了校正系数)情况下的响应,本文给出了灵敏度与能量无关的结果;其灵敏度分别为0.0331~(60)Co伦/尔格·厘米~(-2)和0.0327~(60)Co伦/尔格·厘米~(-2)。两种TLD在10~(-1)—10~4尔格/厘米~2能注量范围内都有良好的线性响应。     

ST-102C式NaI(Tl)晶体中KX射线逃逸率的计算

本文对ST-102C式NaI(Tl)晶体中碘原子K层X射线的五种主要成分K_(α1)、K_(α2)、K_(β1)、K_(β2)和 K_(β3)的逃逸率分别进行了计算,然后根据五种 X 射线的相对强度进一步计算了加权平均逃逸率。计算中所选用的初始入射 X 射线能量在33.5—1000keV 之间。     

与ICF快点火相关的激光等离子体研究

高强度紫外飞秒激光作为ICF“快点火”的点火驱动器具有独特的优势。第一,紫外光具有更大的临界密度,产生超热电子区域更靠近燃料区,这就简化了所有与把能量输运到燃料区的物理过程;第二,按照超热电子温度Iλ2定标率,在“快点火”要求的强度下（1020w/cm2）,紫外光刚好能够产生可以与燃料区高效率耦合的超热电子温度（1MeV）;此外,紫外光具有更好的可聚焦性,在较低的能量下就可以达到要求的强度。目前,大多数关于紫外飞秒激光与固体靶相互作用的研究集中于吸收机制和软X射线方面,关于硬X射线和超热电子方面的研究非常缺乏。Teubner等利用K-α线谱方法研究了KrF激光在固体靶中的吸收和超热电子产生,Broughto和Fedosjevs等研究了脉冲宽度为1～100ps的KrF激光辐照固体靶产生     

大面积α屏栅电离室的研制

研制了一台大面积低本底α屏栅电离室,其阴极表面积为1500cm~2,收集极对地电容约20pF,充以1.8大气压的 P_(10)气体(90%氩+10%甲烷)。分析了几种主要因素对能量分辨率的贡献,在源自吸收贡献为30keV 情况下,对~(210)Poα源的能量分辨率约为41keV。在4—6MeV 能区内装置的本底为6.1cph,在5MeV 处50keV 谱宽内的本底为0.1cph。采用新试制的氧化锆除氧炉循环净化负电性气体,以保证长时间稳定工作。对~(210)Po 电沉积小源测得的分辨率约为35—45keV;对于厚度为40μg/cm~2的1500 cm~2大源测得的分辨率平均为69keV,和估算值相符。最低可测放射性强度为10~(-14)—10~(-15)Ci。     

医用同位素~(125)I放射性强度的测定

~(125)I是发射低能γ的同位素,衰变纲图见图1。它通过电子俘获衰变到~(125)Te的激发态(其中产生的27.5keV KX射线,分支比为68.5％),然后经γ跃迁(发射35keVγ,分支比为6.4％)或发射内转换电子(也产生 上述KX射线,分支比为66.0％)退激到基态。 测定~(125)I溶液放射性强度的较好办法是采用单晶 NaI闪烁谱仪,利用γ能谱上的符合和峰(coincident sum peak)面积来推求之,它的γ能谱见图2。在这个 衰变过程中发射的LX射线能量3.8keV,很低,谱上记     

基于晶体衍射的X射线偏振源

基于X射线的晶体衍射,实验设计并搭建了X射线偏振源.该X射线偏振源主要包括X射线光管和用于起偏的布拉格晶体.当X射线以45°角入射到晶体表面上时,经过布拉格衍射,可以得到线偏振的X射线;当X射线的入射角度偏离45°时,将产生部分偏振X射线.实验中利用微通道铅玻璃板做准直器,很好地保证了入射角的大小和X射线的透过率.实验中使用的晶体是LiF晶体和CaF2晶体,并分别用连续能量的X射线和单一能量的特征X射线入射到晶体上,产生能量分别为6.10和4.54 keV的线偏振源,并利用二次衍射的方法对产生的偏振源进行了测量.     

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。