基于X射线衍射仪的X光晶体参数标定

基于实验室X射线衍射仪,利用其运行稳定性和高精度角度控制能力,通过设计、制作晶体样品架,对X光平面晶体的本征参数晶格常数和积分衍射效率进行了实验标定,并给出其不确定度。该方法快速、高效、方便、灵活,实现了X光晶体的实验室标定,为ICF物理实验线谱诊断设备晶体谱仪的定量化测量提供了数据支撑。     

整形脉冲信号处理方法及低温辐射流偏差

平响应X射线二极管目前已经广泛应用在国内外大型激光装置,用于角分布X射线辐射流的测量。在实际实验中,平响应X射线二极管会对整形脉冲驱动辐射源产生台阶变化的辐射流图像进行测量。为了保证信噪比良好,单一信号会接入示波器多通道,然后对不同通道信号进行数据处理,并且拼接得到最后信噪比很好的图像。该研究主要对这种数据处理方式进行了介绍,并给出了理论计算,同时对低温辐射流还原计算中的一种偏差做了理论近似和数值模拟,得到了偏差的相对不确定度。耦合所有因素的不确定度,得到了平响应X射线二极管的整体不确定度随辐射温度的变化曲线,实现了精密化诊断,完成了实验对于诊断的需求。     

用于平响应X光探测器的复合滤片参数优化

在间接驱动的激光惯性约束聚变实验中,激光辐照产生的X射线能流的测量非常重要,它可以推测出黑腔的辐射温度和激光腔靶的耦合效率,一般通过平响应X射线探测器得到不同角分布的辐射流数据。通过对平响应复合滤片的结构参数进行优化设计,提高了平响应X射线探测器的测量精度。研究了复合滤片中薄金层、厚金层和孔面积比等结构参数对X射线探测器响应平整度的影响规律。从实验结果中可以得出:滤片和金阴极的标定数据和理论结果基本一致,并且薄金层的厚度对探测器整体响应的平整度起到主要作用,厚金层厚度和孔面积比影响较小,优化后探测器的平响应度达到5%,与理论设计相一致,此时的薄金层厚度、厚金层厚度和孔面积比分别为50 nm、380 nm和1:6.1。     

X射线分光晶体高阶衍射效率标定方法

包含高阶衍射的X射线分光晶体积分衍射效率是X射线光谱准确辨识、X射线分光晶体性能研究、X射线光谱定量测量和高分辨X射线单能成像的基础。基于X射线衍射仪,选择适当厚度的镍滤片和控制X射线管电压,极大地抑制Cu K及韧致辐射,将X射线管光源Cu K单能化。以常用的X射线分光晶体季戊四醇[PET（002）]为样品,对X射线分光晶体的高阶积分衍射效率进行标定其结果表明,在 Cu K能点,PET（002）晶体的积分衍射效率,二阶为一阶的14.36%,三阶为一阶的4.07%;Cu K1最大峰值比,二阶衍射为一阶的7.7%,三阶衍射为一阶的1.3%。基于X射线衍射仪的X射线分光晶体高阶衍射效率实验标定具有快速高效、方便灵活的特点。     

高精度X射线柱面弯晶检测方法

A novel method of cylindrical curved crystal inspection is presented utilized the X-ray tube as the light source and the CMOS detector coated scintillator fibre faceplate as the on-line recorder. According to the design of the high accuracy coaxial turntable, the whole cylindrical curved crystal surface is converted into several line segments to be detected separately, and the arrangement of optical paths and the position shift of spectral lines are calculated analytically. The iron target X-ray tube (the wavelength of K_β feature spectral line is 0.193 6 nm) is selected as the experimental light source. The iron material X-ray tube is chosen as the X-ray source. The sample is quartz cylindrical curved crystal with the 120 mm radius of curvature. The feature spectral lines of Fe-K_α and Fe-K_β are observed clearly. The Fe-K_α spectral line is shifted 96 μm through analyzing image of 9 sample locations on the cylindrical curved crystal. The deviation of the radius is 40 μm and ΔR/R is 0.033%. It shows that the sample was curved in high accuracy. The tested cylindrical curved crystal has been applied on the experiments carried on the large laser facility and the high performance spectral data is acquired. It demonstrates that the method of curved crystal inspection is available and useful.     

宽光谱在线弯晶谱仪研制

研制了高精度在线准直、超宽光谱范围和高能谱分辨的在线凸圆柱面弯晶谱仪。使用耦合针状CsI（Tl）闪烁体的大面阵CMOS相机对X射线光谱进行在线测量,用QTZ（1010）（2d=0.851 2 nm）X射线晶体的能谱测量范围是1.84~7.38 keV,能谱分辨880@2.375 keV,动态范围 1 000。在神光-Ⅲ主机高功率激光装置上,对钛激光等离子体发射的X射线谱进行实验测量,获得了优质的光谱图像;对钛离子X射线精细结构光谱进行了辨识,与理论计算和其他实验结果吻合。该谱仪用于神光-Ⅲ主机通用诊断搭载平台,具有抗瞬发超强电磁脉冲干扰能力,工作稳定。     

高次谐波份额测量滤片法及其应用

惯性约束聚变实验对数据测量精度有着很高的要求,诊断设备需要向绝对测量的方向发展,对标定提出了很高的要求。北京同步辐射装置（BSRF）提供了良好的标定光源,其光源特性,如高次谐波份额的数值研究,对标定工作和ICF精密诊断十分重要。通过测量BSRF上4B7B光束线的软X射线源上带有或不带有滤片的标准探测器的电流,研究了不同滤片对单色X射线的透射率曲线,并建立了拟合的理论透射率曲线。根据数据分析,计算出单色光源中二次谐波的比例。实验结果显示,二次谐波在软X射线能段主要集中在180~300 eV以及450~800 eV,所占份额大部分在15%以下,最大可达到25%左右。利用测量的高次谐波份额,开展了对平响应滤片透过率以及X射线二极管灵敏度的修正工作,修正后的结果和理论相符,极大地提高了诊断设备精密诊断能力。完整的理论模型和实验相互验证,说明基于滤片的高次谐波份额测量技术目前已经成熟并且具有广阔的应用前景。     

小灵敏面X 光二极管性能研究

X 光二极管(XRD)小型化有助于优化软X 光能谱仪,也可实现与其他X 光诊断设备的集成应用。完成了小灵敏面X 光二极管机构设计,储能电容更合理,体积更小。开展了微波仿真与模拟计算,在0耀20 GHz 的带宽范围内其反射很小,微波传输特性满足实验要求。另外,在短脉冲激光装置上开展了探测器性能研究实验。结果表明探测器时间分辨能力提升20%左右。小灵敏面X 光二极管研究有助于探测器在辐射流监测的方面获得更广泛的应用。