[发明专利]一种烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶

说明书

本发明公开了一种烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶，包括有黑腔靶，黑腔靶呈上下开口、中间贯通的管状结构，黑腔靶的侧壁上开设有对称分布的第一诊断孔和第二诊断孔，第一诊断孔所在的平面与第二诊断孔所在的平面所成的角度为45°，第一诊断孔和第二诊断孔内分别放置有第一样品靶和第二样品靶，第一样品靶和第二样品靶的材料不一致，第一样品靶和第二样品靶所成角度为45°。本发明结构简单，能同时测量两种不同掺杂元素所对应的透射能流，尽可能地避免了因系统误差造成的实验差异。

技术领域

本发明涉及间接驱动激光聚变技术领域，尤其涉及一种烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶。

背景技术

间接驱动激光聚变中，点火靶通常由烧蚀层、DT（Deuterium-Tritium）冰燃料层及DT气体组成。辐射加热烧蚀层从而对靶丸产生向内的推力，可以用内爆速度来衡量。内爆速度与烧蚀速率相关，烧蚀速率越大，相应的内爆速度越大。同时，烧蚀层还应避免高能X射线（>1.8 keV）对DT冰燃料层的预热，使之能够近等熵压缩。NIF（National IgnitionFacility Project）设计中采用CH梯度掺杂Si或Ge的方式来抑制高能X射线，减弱其对燃料层的预热。然而，Si或Ge掺杂不仅吸收高能X射线，同样吸收低于1.6 keV的低能X射线，导致烧蚀层烧蚀速率下降，降低内爆速度。

NIF激光装置上2011-2012年的实验结果表明，Si梯度掺杂比Ge掺杂可获得较高的烧蚀速率，较少的剩余质量份额，从而达到较高的内爆速度（J. Lindl, O. Landen, J.Edwards, E. Moses, and N. Team, Phys. Plasmas 21, 020501 (2014)）。该结果出乎意料，之前的研究认为Si、Ge掺杂对烧蚀速率的影响不明显。因此实验上研究掺杂材料对辐射流的吸收与透射显得极为重要。目前国外主要通过球形内爆实验获得的内爆速度和中子产额来综合评价掺杂材料的影响，该方法技术难度大，对实验精度要求高。同时我们知道，不同批次的实验会造成测试结果的偏差，这种偏差是由实验本身所带来的，主要是表现在掺杂元素透射能流的测量中，无法保证试验条件的完全一致性，即使两次参数一致，但由于实验本身存在的不确定性，也会产生误差。因此，能够在一次测试中就能测出不同掺杂元素的透射能流的测量靶成为了研究掺杂材料与辐射流的吸收和透射的关系的关键。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶，能够在一次测试中就能够测试出两种不同掺杂元素的透射能流。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶，包括有黑腔靶，所述黑腔靶呈上下开口、中间贯通的管状结构，所述黑腔靶的侧壁上开设有对称分布的第一诊断孔和第二诊断孔，所述第一诊断孔所在的平面与所述第二诊断孔所在的平面所成的角度为45°，所述第一诊断孔和第二诊断孔内分别放置有第一样品靶和第二样品靶，所述第一样品靶和第二样品靶的材料不一致，所述第一样品靶和第二样品靶所成角度为45°。

进一步地，所述第一样品靶和第二样品靶为CH/Z/CH逐层堆叠结构，其中Z表示中Z元素，顶层的CH的厚度大于底层的CH的厚度，顶层的CH面向所述黑腔靶内部。

进一步地，所述第一样品靶为CH/Si/CH逐层堆叠结构，顶层的CH的厚度大于底层的CH的厚度，顶层的CH面向所述黑腔靶内部；所述第二样品靶为CH/Ge/CH逐层堆叠结构，顶层的CH的厚度大于底层的CH的厚度，顶层的CH面向所述黑腔靶内部。

进一步地，所述第一样品靶中底层CH的厚度为0.8~1.2μm，Si的厚度为0.7~1.2μm，顶层CH的厚度为18~45μm。

进一步地，所述第二样品靶中底层CH的厚度为0.8~1.2μm，Ge的厚度为0.3~0.5μm，顶层CH的厚度为18~45μm。