[发明专利]一种测量黑腔中心处时间演化驱动辐射流的测量系统

说明书

本发明公开了一种测量黑腔中心处时间演化驱动辐射流的测量系统，所述测量系统至少包括：黑腔、多台阶冲击波样品、样品再发射流测量单元和冲击波速度测量单元；所述样品再发射流测量单元和冲击波速度测量单元分别位于所述多台阶冲击波样品的两侧，探测夹角为180°；所述多台阶冲击波样品的底层中心位于所述黑腔正中心位置，且所述多台阶冲击波样品中各台阶间的接触面与所述样品再发射流测量单元和冲击波速度测量单元间的连线相互垂直。本发明将黑腔中心样品冲击波图样测量与样品再发射流测量技术进行组合，可实现对黑腔中心靶丸处时间演化驱动辐射流精密测量。

技术领域

本发明属于间接驱动激光聚变领域，尤其涉及一种测量黑腔中心处时间演化驱动辐射流的测量系统。

背景技术

目前，间接驱动惯性约束聚变中，常采用黑腔将激光能量转换为X射线能量，用于驱动靶丸内爆，并使热核燃料达到高温高密度状态。黑腔的主要作用是为靶丸提供能够实现高收缩比、球对称压缩的驱动辐射场，其中，黑腔中心处驱动靶丸内爆的X射线辐射流强度是间接驱动惯性约束聚变重点关注的问题。

传统上黑腔中心处时间演化驱动辐射流评估方法为，采用软X射线辐射流探测器从激光注入孔测量黑腔腔壁发射的X射线辐射流时间演化数据，校验数值模拟程序模型参数，并用校验后的数值模拟程序计算黑腔中心处靶丸感受到的驱动辐射流时间演化数据。

然而，美国NIF激光装置2011-2014年的实验结果表明，通过传统方法评估得到的黑腔中心处驱动辐射流理论计算值比实际值高10％-20％(S.A.MacLaren et al.,Phys.Rev.Lett.112,105003，2014)，即传统方法高估了靶丸感受到的辐射流强度。NIF装置开展的系列精密物理实验表明，传统方法通过激光注入孔测量黑腔腔壁发射的X射线辐射流，容易受到激光注入孔缩孔的影响，且激光注入孔缩孔难以评估及精确诊断(M.D.Rosen,H.Scott,D.Callahan et al.,LLNL-PROC-655722,41st EPS Conference,2014)。

此外，传统方法通过测量黑腔腔壁辐射流校验程序用于评估黑腔中心处辐射流，而黑腔腔壁产生的辐射流在黑腔中传输时，受到黑腔内部等离子体的影响，其强度及能谱特性均将发生变化，黑腔腔壁辐射流测量难以直接反应黑腔中心处辐射场特性。

因此，亟需建立新型黑腔中心处时间演化驱动辐射流实验系统，加强对接近点火条件下黑腔状态的理解。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有技术不足，提出了一种测量黑腔中心处时间演化驱动辐射流的测量系统，通过本发明公开的测量系统通过在黑腔中心放置多台阶冲击波样品，直接测量冲击波样品受辐照产生的X射线再发射流，相比黑腔腔壁辐射流测量，可直接获得反应黑腔中心辐射场特性的实验数据；此外，通过测量黑腔中心处辐射流辐照多台阶冲击波样品产生的冲击波图像，可获得反应辐射流峰值强度信息的冲击波速度数据。通过将再发射流与冲击波速度测量相结合，可给出高置信度黑腔中心处驱动辐射流时间演化数据。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种测量黑腔中心处时间演化驱动辐射流的测量系统，所述测量系统至少包括：黑腔、多台阶冲击波样品、样品再发射流测量单元和冲击波速度测量单元；所述样品再发射流测量单元和冲击波速度测量单元分别位于所述多台阶冲击波样品的两侧，探测夹角为180°；所述多台阶冲击波样品的底层中心位于所述黑腔正中心位置，且所述多台阶冲击波样品中各台阶间的接触面与所述样品再发射流测量单元和冲击波速度测量单元间的连线相互垂直。