一種局部區域軟x射線輻射流定量測量裝置與測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于軟X射線輻射流定量測量領域，具體涉及一種局部區域軟X射線輻射 流定量測量裝置與測量方法。
【背景技術】
[0002] 在慣性約束聚變領域，黑腔物理、輻射輸運、輻射燒蝕、輻射不透明度以及內爆動 力學，都需要進行軟X射線輻射流的定量測量。目前，常用的0. 1keV-5.0keV能量范圍的 軟X射線輻射流量定量測量，一般采用X射線二極管陣列組成的多通道軟X光能譜儀、復合 濾片配合金陰極X射線二極管的平響應XRD探測器兩種裝置與方法。上述裝置中使用的X 射線二極管、濾片、平面鏡，要在在同步輻射束線上完成標定。盡管這些方法與裝置在X射 線輻射流測量中可實現高精度的定量測量，能滿足研究需要，但是存在以下缺點：（1)無法 測量不同區域的輻射流。傳統的軟X射線輻射流測量方法與裝置觀測的是整個靶區域，測 量的是總體的輻射流，無法測量1mm量級的X射線輻射區域內的細致區別，無法測量激光光 斑區與非光斑區的輻射流差異。（2)避免縮孔影響困難。激光打靶時，激光注入孔和診斷孔 會出現縮孔，導致注入孔和診斷孔面積發生變化；依賴于激光注入孔或者診斷孔面積的傳 統測量方法與裝置就會出現偏差。偏差可以依據針孔相機測量結果進行修正，但增加了測 量難度。
【發明內容】
[0003] 本發明針對上述軟X射線輻射流定量測量中存在的無法測量不同區域的輻射流、 避免縮孔影像困難的問題，提出了一種測量局部區域輻射流、能避免縮孔影響的局部區域X 射線輻射流定量測量方法與裝置，以實現慣性約束聚變領域，黑腔物理、輻射輸運、輻射燒 蝕、輻射不透明度以及內爆動力學的軟X射線輻射流定量測量。
[0004] 本發明涉及一種局部區域軟X射線輻射流定量測量裝置，包括針孔、X射線成像 板、平響應X射線探測器、示波器，所述針孔位于最前端，所述X射線成像板位于針孔與平響 應X射線探測器之間，所述X射線成像板上有孔，孔的面積不大于平響應X射線探測器陰 極，所述平響應X射線探測器陰極對準X射線成像板上的孔，所述示波器通過電纜與平響應 X射線探測器連接。
[0005] 根據本發明的優選實施例，針孔中心、X射線成像板孔中心、平響應X射線探測器 中心位于一條直線上。
[0006] 根據本發明的優選實施例，X射線成像板后設置光闌，光闌與X射線成像板間距為 0〇
[0007] 根據本發明的優選實施例，X射線成像板上的孔與限孔均為直徑為2mm的圓孔。
[0008] 根據本發明的優選實施例，平響應XRD探測器測量能區為0. leV~5KeV。
[0009] 同時本發明的技術方案還公開了局部區域軟X射線輻射流定量測量方法，包括以 下步驟： 1) 放置并調節局部區域軟X射線輻射流定量測量裝置，使靶點、針孔、成像板孔、限孔、 平響應XRD探測器中心位于一條直線上； 2) 靶點發射的X射線經過針孔成像在X射線成像板上； 3) 根據X射線成像板成像與成像板孔的位置關系，孔所對應的區域就是平響應X射線 探測器的測量區域； 4) X射線二極管信號通過電纜傳輸至示波器，獲得電壓信號； 5) 根據公式其中?為輻射流，M為信號衰減倍數，積為示波器阻抗，_ 為平響應X射線探測器響應函數，為X射線成像板的孔對應的立體角，計算得到區域輻射 流隨時間變化結果。
[0010] 6)移動X射線成像板，使成像板孔的孔選定X射線成像的不同位置，重復步驟2、 3、4、5測量不同區域的X射線輻射流。
[0011] 本發明的技術效果是：（1)針對黑腔靶，局部區域輻射流診斷裝置具有小視場且 可對X光成像，瞄準光斑區與非光斑區，可測量兩個區域的輻射流，得到光斑區與光斑區輻 射流對比結果；（2)應用局部區域輻射流診斷方法，對于激光注入孔縮孔現象，可以調節視 場范圍來避免觀測該區域，不需要利用針孔相機測量結果進一步修正，可以得到更準確的 輻射流測量結果。
[0012] 下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例所述的局部區域軟X射線輻射流定量測量裝置的結構示意 圖； 圖中：1.針孔 2.X射線成像板 3.平響應X射線探測器 4.示波器。
【具體實施方式】
[0014] 以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實 施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于規定本發明。
[0015] 如圖1所示，一種局部區域軟X射線輻射流定量測量裝置，包括針孔1、X射線成像 板2、平響應X射線探測器3、示波器4,針孔1位于最前端，X射線成像板2位于針孔1后 方，X射線成像板2中心有直徑為2mm的圓孔，測量能區0.leV~5KeV的平響應X射線探測 器3位于X射線成像板2后方，電纜連接平響應X射線探測器3信號輸出端與示波器4。
[0016] 以激光聚變間接驅動黑腔靶光斑區與非光斑區輻射流診斷實驗為例，局部區域軟 X射線福射流定量測量包括以下步驟： 1) 放置并調節局部區域軟X射線輻射流定量測量裝置，使裝置中心軸線通過黑腔靶注 入孔、針孔、X射線成像板孔、平響應X射線探測器中心，靶到針孔的距離與針孔到成像板的 距離比值為1:10 ; 2) 激光打靶發射的X光經過針孔在X射線成像板上成放大10倍的像； 3) 根據成像板X光圖像與X射線成像板圓孔位置關系，圓孔對應的區域就是平響應X 射線二極管的測量區域； 4) 調節X射線成像板直徑2mm圓孔位置，使圓孔對應的區域完全落入非光斑區； 5) 激光打靶發射的X射線經過針孔在成像板上成放大10倍的像，通過成像板圓孔的 X射線，照射至平響應X射線探測器產生電信號，信號經過電纜傳輸至示波器，獲得電壓信 號； 6) 根據公式~~，其中：為輻射流，滅為衰減倍數，沒為示波器阻抗屬為平 響應探測器響應函數，:〇為光闌對應的立體角，計算得到非光斑區域輻射流隨時間變化結 果； 7) 移動X射線成像板，使圓孔選定光斑位置，重復步驟5、6、可測量光斑區域的X射線 輻射流隨時間變化結果。
[0017] 最后說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡 管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人而言，其依然可以對 前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分特征等同替換，所做的任何修改、 等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種局部區域軟X射線福射流定量測量裝置，其特征在于，包括針孔、X射線成像板、 平響應X射線探測器、示波器，所述針孔位于最前端，所述X射線成像板位于針孔與平響應X 射線探測器之間，所述X射線成像板上有孔，孔的面積不大于平響應X射線探測器陰極，所 述平響應X射線探測器陰極對準X射線成像板上的孔，所述示波器通過電纜與平響應X射 線探測器連接。2. 根據權利要求1所述的局部區域軟X射線福射流定量測量裝置，其特征在于，所述針 孔中屯、、X射線成像板孔中屯、、平響應X射線探測器中屯、位于一條直線上。3. 局部區域軟X射線福射流定量測量方法，其特征在于，包括W下步驟： 1) 放置并調節局部區域軟X射線福射流定量測量裝置，使祀點、針孔、成像板孔、限孔、 平響應X畑探測器中屯、位于一條直線上； 2) 祀點發射的X射線經過針孔成像在X射線成像板上； 3) 根據X射線成像板成像與成像板孔的位置關系，孔所對應的區域就是平響應X射線 探測器的測量區域； 4. X射線二極管信號通過電纜傳輸至示波器，獲得電壓信號； 5) 根據公貴，其中嘴銳幼福射流，勞為信號衰減倍數，礙為示波器阻抗，姨 為平響應X射線探測器響應函數，錢為X射線成像板的孔對應的立體角，計算得到區域福射 流隨時間變化結果； 6) 移動X射線成像板，使成像板孔的孔選定X射線成像的不同位置，重復步驟2、3、4、5 測量不同區域的X射線福射流。
【專利摘要】本發明提供了一種局部區域軟X射線輻射流定量測量裝置與測量方法，其特征在于，包括針孔、X射線成像板、平響應X射線探測器、示波器，所述針孔位于最前端，所述X射線成像板位于針孔與平響應X射線探測器之間，所述X射線成像板上有孔，孔的面積不大于平響應X射線探測器陰極，所述平響應X射線探測器陰極對準X射線成像板上的孔，所述示波器通過電纜與平響應X射線探測器連接。從而避免縮孔影響，實現不同區域X射線輻射流的測量。
【IPC分類】G01T1/36, G01T1/29
【公開號】CN105204059
【申請號】CN201510574047
【發明人】侯立飛, 劉慎業, 杜華冰, 李志超, 楊國洪, 韋敏習, 任寬, 楊家敏, 江少恩, 楊冬, 楊軼濛
【申請人】中國工程物理研究院激光聚變研究中心
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月11日