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。     

基于APV25读出电子学系统的GEM探测器的位置分辨与X射线成像研究

采用3层GEM膜制作了有效面积为10 cm×10 cm的GEM探测器,该探测器采用二维条读出方式,条间距为400 μm,每个维度有256个读出通道。探测器的读出采用APV25读出电子学系统,根据GEM探测器的需要,设计并改进了电子学系统使用的背板连接器。实验测得GEM探测器空间分辨为76 μm。进行了X射线二维成像研究,获得了清晰的二维图像,探测器与电子学运行稳定可靠。     

类GEM用于X光电子能量沉积增益的实验研究

GEM是一种具有高增益、高时间分辨和空间分辨等优点的新型探测器,仿照其结构设计制作了具有与其相似功能的类GEM.实验研究了类GEM对X光电子在吸收介质中能量沉积的增益特性,实验结果表明类GEM对X光电子在介质中的能量沉积增益是明显的,最大能量沉积能增加40%以上.给出了进一步提高X光电子能量沉积的建议,展望了类GEM倍增X光电子的能量沉积方式在硬X射线成像中的应用前景.     

一种新的气体电子倍增模式的研究

介绍了一种新的气体放大器件--GEM,制作了一个有效面积为100mm×100mm的GEM+MWPC的模型.用5.9 keV的X射线源测量它的气体倍增系数,并研究了不同气体比例(Ar/CO2)下GEM的放大的性能.GEM的放大倍数可达到94倍.     

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。     

软X射线条纹相机的静态性能标定

软X光扫描相机是对软X光时间特性进行研究的主要诊断工具。我们利用同步辐射作为光源,对它的静态性能：能量响应、增益等性能进行了相对标定,给出了软X光条纹相机的能量响应曲线和增益特性曲线,并与利用Henke的经验公式^[1]计算给出的响应曲线比较,其结果与理论较符合。     

EAST全超导托卡马克上硅漂移探测器软X射线能谱诊断

采用性能优越的15道硅漂移探测器（SDD）阵列,在EAST全超导托卡马克上建立了1套较为完善的软X射线能谱诊断系统,用以测量等离子体在软X射线辐射能段(1～20keV)的能谱。该诊断系统的观测范围基本覆盖了整个等离子体空间,因此,可满足EAST不同放电位形下电子温度测量的要求。利用该诊断系统,可获得时间分辨达50ms、空间分辨约为7cm的电子温度剖面。通过对比发现,由该诊断系统所得到的电子温度与其它电子温度诊断系统所测量的电子温度基本一致。此外,该诊断系统还可监测在软X射线能量范围内出现的一些金属杂质的特征线辐射。     

Study of Inverted Sawtooth Activities in EAST Plasma

On the EAST tokamak, during whole off-axis LHCD （low hybrid current drive） limiter discharge, inverted sawteeth oscillations on the SXR （soft X-ray camera） signals appear continuously, and no positive sawtooth is observed. It is thought that this phenomenon is caused by the curvature pinch, though it could partly be explained by the electron temperature profile observed on the PHA （soft X-ray pulse height analyzer） system. The off-axis LHCD and Ohmic heating generate a non-monotonic q profile. According to the curvature pinch effect, this q profile leads to a special electron density profile that has a valley ring. The non-monotonic q profile and the special electron density profile lead to this interesting phenomenon.     

The Electron Temperature Estimation Using Soft X-Ray Imaging in HT-7 Tokamak

In order to estimate the electron temperature soft x-ray imaging diagnostics using a double filter technique has been developed in the HT-7 tokamak. The chosen thicknesses of the Be foil are 12.5 μm and 70 μm, respectively. In this article both the main design of the diagnostic configuration and the method to estimate the electron temperature are presented. The results agree with those estimated from the soft x-ray pulse height analyzer （PHA）. The main causes of systematic error have also been investigated.     

高压气体注入缓解等离子体破裂实验研究

通过高压气体注入的方式进行等离子体破裂缓解,已成为目前托卡马克装置破裂缓解的主要研究方向。本文介绍了等离子体破裂防护高压气体快速充气阀的工作原理,应用该快速充气阀在HT-7上进行了高压气体注入实验,并分析了其对等离子体破裂缓解的影响。实验发现,杂质气体的注入可很大程度上提高热辐射强度,降低等离子体温度;调节充气量可改变电流的猝灭率,从而可改变装置所受的电磁力负载。实验表明,该套快速充气阀可完全满足HT-7实验的需求。     

用于GEM探测器的电容积分式读出芯片的研究

介绍了GEM探测器阵列结构的一种读出方案,重点介绍了该读出方案中开关阵列芯片的设计.主要内容包括PAD前端读出电子学结构,开关电容阵列结构工作原理,开关阵列芯片设计,文章的最后给出了芯片测试结果.该10通道开关电容阵列芯片可以扩展为更多的通道,以满足更大规模的GEM探测器的阵列方式读出需要.     

软X射线诊断冷却测试平台设计

软X射线物理诊断普遍应用于托卡马克聚变装置。在实验时,上限温度仅为75℃的软X射线诊断探测器将处于250℃的环境温度中,因此冷却系统不可或缺。本文分析了软X射线诊断探测器在运行时将受到的热负荷功率,并依据计算结果及实验时的冷却条件,创造性的设计了采用水、氦气混合制冷方式的冷却测试平台。所进行的测试结果表明,平台运行稳定,不仅能够很好的满足软X射线诊断的冷却需求,同时也为其它聚变诊断冷却系统的设计提供借鉴。     

多层膜镜用于激光等离子体发射软X光谱测量

本文研究软Ｘ光Ｗ／Ｓｉ多层镜色散特性，多层镜与Ｘ射线二极管（ＸＲＤ）的配合，用于激光等离子体发射软Ｘ射线诊断，通过与滤片－ＸＲＤ探测结果比较，估计给出了Ｗ／Ｓｉ（ｄ＝２．４７ｎｍ）在光子波长λ＝１．８９ｍｍ处的能量分辨及反射率。     

一种监测低能X射线的Si探测器

低能(50keV以下)光子探测器广泛应用于外大气层核爆监测,天体物理现象研究。采用半导体探测单元试制了低能X射线探测器模块。说明了配置多探测器系统的方法,并介绍了探测单元模块的设计、主要试验和技术指标。室温下噪声等效输入光子能量为2.1keV。     

软X相机冷却回路分析与测试

软X射线相机用于测量托卡马克装置放电时等离子体辐射的软X射线在空间上的分布.在真空室烘烤时,软X射线相机周围的温度会达到250℃,需对探测器进行冷却.针对软X射线相机冷却需求,主要介绍了软X相机闭循环冷却回路的设计结构,并对冷却回路进行了热学仿真分析及实验测试.高压冷却气体通过密闭管道与探测器的换热器进行热交换,热交换...     

新型软X射线相机多通道数据采集系统设计

介绍了基于FPGA的新型软X射线相机多通道数据采集系统设计。该系统采用LT1819实现单端信号转差分放大,采用FPGA Kintex7-325T-900-2控制LTC2325在SDR和LVDS模式进行模数转换,实现了软X射线相机的多通道数据采集和传输。此系统可采集0-1 MHz内的软X射线相机输出信号,其分辨率可达0.122 mV。     

ITER软X射线相机冷却实验监控系统

作为ITER重要的物理诊断之一,软X射线相机在装置烘烤时将面临高达250℃的环境温度。因此,冷却上限温度仅为75℃的相机探测器至关重要。为了验证冷却效果,所进行的冷却实验采用基于EPICS的监控系统管理实验过程及结果,实现了数据采集、存储、检索以及设备控制等功能,本设计创新之处在于高效的将所有采集控制算法通过EPICS集中实现。本文对监控系统的功能需求、监控参数、硬件及软件设计和测试结果进行了详细描述。结果表明,监控系统运行稳定,不仅为软X射线相机冷却实验提供可靠支撑,也为EPICS在监控系统中的推广提供借鉴。     

X射线闪烁屏针孔相机

研制了用于ICF实验激光焦斑监测的X射线闪烁屏针孔相机,通过使用Cs I闪烁屏,能够有效的减小焦斑成像中硬X射线份额,图像的信噪比有了很大提高。使用蒙卡方法对Cs I的能量沉积进行了模拟,计算出适合于针孔相机的闪烁屏厚度。由于针状Cs I闪烁屏的分辨力优于一般闪烁体,制造了针状Cs I闪烁屏作为针孔相机的成像元件。在X射线管上做了Cs I闪烁屏的成像实验,实验表明闪烁屏具有较好的分辨力,最小分辨达到15 lp/mm,整个X射线闪烁屏针孔相机的分辨力好于24μm,和普通针孔相机的分辨力基本相当。     

EAST上软X射线能谱诊断系统的研制

采用多元硅漂移探测器(Silicon Drift Detector,SDD)阵列和快速处理电子学系统在EAST托卡马克上构建了一套性能优异的软X射线能谱诊断系统,用于测量等离子体内在软X射线能段(1-30 keV)的辐射能谱。本系统观测范围覆盖了EAST等离子体的下半空间,可在EAST上各种放电条件下获得电子温度分布。本系统具有较高的能量分辨率,可用于监测等离子体内的中高Z杂质。系统安装在EAST上并投入使用,验证了系统的可靠性和有效性并取得良好的实验结果。     

低杂波电流驱动下HT-7超导托卡马克等离子体硬X射线辐射研究

用７个ＮａＩ（Ｔｌ）闪烁探测器组成的阵列观测能量范围在２０－５００ｋｅＶ,来自ＨＴ－７托卡马克等离子体的硬Ｘ射线轫致辐射。实验结果显示,硬Ｘ射线的径向辐射强度分布与低杂波的功率谱和等离子体的密度及磁志强度等放电参数密切相关。通过测量不同放电参数下硬Ｘ射线的径向强度分布,研究低杂波在等离子体中传播和吸收机制。