1 中国工程物理研究院核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
2 复旦大学近代物理系, 上海EBIT实验室, 上海 200433
综述了8-MA装置上近5年开展的动态黑腔相关实验研究进展。对动态黑腔能量学典型特征研究做了小结并与Z装置做了对比,对丝阵内爆与低密度泡沫相互作用过程中冲击波传播与动态黑腔形成特征的诊断手段和重要结果进行了详细阐述,对动态黑腔负载优化过程做了报道。最后对动态黑腔驱动靶丸内爆实验探索开展了分析与总结。
光学学报
2022, 42(11): 1134009
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
设计了用于Z箍缩丝阵实验的重频LTD驱动器,含6路并联模组,每组由8个0.8 MA原型模块串联组成,全真空结构。原型模块采用全新的单路触发和电感隔离技术,触发难度和重频运行可靠性得到显著优化。利用电路模拟程序对驱动器进行了仿真计算,结果表明: 在初始半径1.2 cm、线质量1 mg/cm的Z箍缩负载上,驱动器的输出电流峰值可到5.2 MA,前沿91 ns; 负载内爆最大动能78 kJ,从电容储能至负载动能的转化效率为11.7%。该驱动器预期将获得高达20%~30%的辐射能量效率,可为Z箍缩物理研究提供高效的实验平台。
加速器 直线型变压器驱动器 Ｚ箍缩 聚变裂变混合能源堆 accelerator linear-transformer-driver Z-pinch Z-FFR 强激光与粒子束
2016, 28(5): 50102
1 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
2 同济大学 物理科学与工程学院, 精密光学光程研究所, 先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092
3 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室, 合肥 230029
基于多层膜准单色覆盖50~1500 eV能谱的多能点发射光谱测量系统可获得“聚龙一号”装置Z-pinch等离子体X射线源的能谱结构和总能量等信息。考虑装置的条件,在13 nm处的多层膜需要工作在掠入射角60°。常规的Mo/Si多层膜尽管反射率最高,但其带宽较大,不能满足多层膜准单色的要求。因此提出将Mo和C共同作为多层膜的吸收层材料与Si组成Si/Mo/C多层膜,可使反射率降低较小而带宽明显减小。采用磁控溅射方法制备了Si/Mo/C多层膜,其掠入射X射线反射测量表面多层膜的结构清晰完整,同步辐射工作条件下反射率测量, 得到Si/Mo/C多层膜在13 nm处和掠入射角60°时的反射率为56.5%, 带宽为0.49 nm(3.7 eV)。
多层膜 光谱诊断 反射率 带宽 multilayer Mo/Si Mo/Si Si/Mo/C Si/Mo/C Z-pinch Z-pinch spectrum diagnostics reflectivity bandwidth 强激光与粒子束
2016, 28(12): 122002
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
通过一维条纹相机诊断系统对“聚龙一号”(JL-Ⅰ)四类单层丝阵负载进行了轴向X光辐射测量。由于瑞利-泰勒不稳定性的影响, 大部分负载表现出两端发光比中间滞后、阳极端发光比阴极端滞后、阳极端发光总强度弱于阴极端的现象。通过不同类型丝阵对比, 对于20 mm直径的丝阵, JL-Ⅰ驱动器的匹配负载线质量在0.9 mg/cm附近。轴向辐射同步性与辐射功率之间存在相关性。
Z箍缩 一维条纹像 丝阵X光辐射 轴向同步性 Z-pinch 1-D streak image wire-array X-ray radiation axial synchronization 强激光与粒子束
2016, 28(12): 122001
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
通过采用北京同步辐射源标定了无镀膜闪烁体EJ232的能量响应曲线。该批次无镀膜闪烁体对于能量低于300 eV的X射线的线性响应差。根据实验结果, 进行了镀膜模拟设计, 并通过真空磁控溅射法进行了闪烁体镀膜加工工艺。设计加工后的镀膜闪烁体经过实验标定后, 其结果指标满足设计要求。该镀膜闪烁体对于能量低于1 keV的X射线的平响应特性好, 线性度高于99%。该闪烁体对普朗克谱的模拟输出结果表明, 其输出谱与输入谱之间形变小, 因此该镀膜闪烁体在Z-pinch实验中能有较好的适用性。
塑料闪烁体 平响应 真空磁控溅射法 Z箍缩 plastic scintillator flat response vacuum magnetron sputtering Z-pinch 强激光与粒子束
2016, 28(11): 112001
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
基于多质点薄壳模型对准球形丝阵负载参数进行优化, 使得终态等离子体具有预期的内爆特性。通过对丝阵初始位形优化, 可以获得期望的终态等离子体壳纵横比, 并且终态纵横比对负载初始质量变化不敏感。对于固定电流波形(峰值1.2 MA、上升时间80 ns), 优化计算了初始丝长度15.4 mm的丝阵线质量。结果表明, 当丝阵初始线质量约为150 μg/cm时, 赤道半径为2 mm、纵横比为1的终态等离子体壳具有最大动能1.5 kJ。同时, 还针对不同幅度及上升时间的电流进行优化计算, 计算结果表明终态等离子体壳的优化的最高动能与电流峰值平方成正比, 与最高动能相应的线质量与电流上升时间平方成正比。
电磁内爆 准球形丝阵 等离子体壳 数值模拟 内爆品质 electromagnetic implosion quasi-spherical wire array plasma shell numerical simulation implosion quality 强激光与粒子束
2015, 27(1): 016004
1 中国科学技术大学 近代物理系, 合肥 230026
2 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
采用球面云母晶体, 在特定的几何布局下, 通过选择适当的设计参数, 在1.3 MA脉冲功率装置上获得了Lyα线表征的Z箍缩铝丝阵等离子体K壳层辐射时间积分2维分布。与通常采用的带滤片卡域的时间积分针孔成像相比, 避免了由于无法将测量能段准确设定在K壳层辐射谱线所在能区, 而造成测量结果偏离真实的K壳层辐射分布的缺点, 为模拟计算Z箍缩等离子体辐射输运程序提供了更为精确的校验参数。
铝丝阵 K壳层辐射 球面晶体 2维成像 aluminum wire array K-shell radiation spherically bent crystal two-dimensional imaging
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所， 四川 绵阳 621900
在俄罗斯新能源研究所的Angara-5-1装置上对双层钨丝阵的辐射参数进行了实验研究，将不同结构的双层钨丝阵的实验结果及双层钨丝阵与单层钨丝阵的实验结果进行了比较。根据理论模拟提出的4种双层丝阵内爆动力学模式对3次中俄联合实验双层丝阵辐射功率结果进行了分析。双层丝阵的外层与内层同步内爆后，内层相对均匀等离子的分布将有效改善外层等离子体时空分布的均匀性，与单层丝阵相比，X射线辐射功率增加了32%。
Z箍缩 双层丝阵 X射线辐射功率 动力学模式 Z-pinch nested wire array X-ray radiation power dynamic model
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
零维模型负载优化设计制作的单层和双层铝丝阵负载，在俄罗斯S-300强流发生器上，利用“狭缝+闪烁体+光电探测器”X光功率测量系统对X光辐射特性参数进行了诊断。实验获得单层丝阵负载的辐射功率为(0.31±0.19) TW，辐射总能量为(16.93±7.45) kJ，脉宽为(18.41±5.00) ns；双层丝阵负载的辐射功率为(0.37±0.12) TW，辐射总能量为(16.40±3.99) kJ，脉宽为(13.45±3.50) ns。实验结果表明，双层丝阵负载辐射功率高于单层19.4%，信号脉宽窄4.96 ns。
Z箍缩 铝丝阵负载 X光辐射特性 闪烁体 Z-pinch Al wire array X-ray emission property scintillator
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所， 四川 绵阳 621900
介绍了磁探针测量等离子体电流的设计原理，针对Z箍缩实验负载的实际结构特点和现场布局，制作出应用于诊断脉冲功率装置Z箍缩实验负载通过电流的微型磁探针，并通过建立相同结构尺寸的模拟负载装置的方法，实现了对其灵敏度的标定。实验结果显示:在脉冲功率装置峰值电流1.2 MA、电流上升时间60 ns时，由微型磁探针测得的负载电流与加速器监测电流存在12%的幅度差异，电流峰值时刻存在5 ns的差异，说明微型磁探针技术测量Z箍缩负载电流的结果是可靠的。
磁探针 Z箍缩 负载电流 脉冲功率 magnetic probe Z-pinch load current pulsed power
