ICF靶丸氘氚总量非破坏性荧光测量法

介绍了惯性约束聚变（ICF）研究中,氘氚（DT）气体燃料靶丸中的氚总量监测新方法—可见光荧光法。该方法是一种非破坏性测量技术,不但适用于直接驱动的内爆靶丸,而且也适用于间接驱动方式下的各种空腔靶现场监测。给出了1992年“神光”装置内爆靶丸的现场监测结果,并给出了该方法用于绝对测量时需考虑的因素以及刻度因子,特别是讨论了未来发展高灵敏度荧光底片或探测器的必要性。     

ICF氘代固体靶的研制

以自制全氘代苯乙烯单体(氘代率99%)为原料, 以偶氮二异丁腈为引发剂, 经自由基本体聚合反应, 先制得全氘代聚苯乙烯, 最后采用乳液微封装技术制得了直径150～450μm、壁厚2～15μm、球形度≥99.5%、同心度95%～98%、表面粗糙度＜30nm的ICF固体靶用空心微球。介绍了制备工艺,并对全氘代聚笨乙烯分子量及其分布的控制,微球壁内气泡形成机理,微球储存稳定性等进行了初步探讨。     

ICF氘代固体靶的研制

 以自制全氘代苯乙烯单体(氘代率99%)为原料, 以偶氮二异丁腈为引发剂, 经自由基本体聚合反应, 先制得全氘代聚苯乙烯, 最后采用乳液微封装技术制得了直径150～450μm、壁厚2～15μm、球形度≥99.5%、同心度95%～98%、表面粗糙度＜30nm的ICF固体靶用空心微球。介绍了制备工艺,并对全氘代聚笨乙烯分子量及其分布的控制,微球壁内气泡形成机理,微球储存稳定性等进行了初步探讨。     

用于测量ICF靶丸内氚活度的电离室的设计

设计了一种可测量ICF靶内氚含量的圆柱电离室。密封部件的设计抛弃了传统的橡胶密封而采用全金属密封, 以消除橡胶、 塑料对氚的强吸附性产生的电离室污染。为防止氚扩散污染电离室的内壁, 内壁镀上一层2 μm的Au膜。在中心电极和外电极间引入保护电极以降低低水平放射性测量时的电极漏电流。保护电极和中心电极间的绝缘材料, 以及保护电极和外电极间的绝缘材料分别选择绝缘性好、 耐高温的蓝宝石和Al2O3陶瓷。另外, 基于对ICF靶参数测量的特殊要求, 在电离室中设计了一个压碎靶丸释放氚的装置。最后, 通过物理建模和复合损失计算, 得到了优化的电离室参数。A cylindrical ionization chamber was designed for the measurement of the tritium at the level enclosed in inertial confinement fusion(ICF) targets. In stead of the conventional rubber seals, the metallic seals was adopted to reduce the chamber contamination caused by the strong tritium absorption of rubber and plastics. A 2 μm thick Au layer was plated on the inner wall of the chamber to avoid the contamination due to tritium diffusion in the chamber. The protective electrode was introduced to reduce the leakage current when measuring the low level radioactivity. Sapphire was employed as an insulator between the protective electrode and central electrode, while Al2O3 ceramic was used in between the protective electrode and the external electrode. In addition, to meet the specific requirements on the measurement of ICF targets’ parameters, a component used to crash the target to release tritium was designed in the chamber. Finally, the optimal chamber parameters were obtained in terms of physics modeling and combination loss computation.     

氘氚聚变中子发生器旋转氚靶传热特性研究

强流氘氚中子发生器可用于模拟聚变堆中子环境, 对于开展聚变堆包层材料相关实验研究具有重要意义. 本文提出了一种用于10¹² n·^-1量级氘氚中子发生器HINEG (high intensity neutron generator)的旋转氚靶系统设计方案, 并对其技术难点和强化传热方法进行了介绍. 为考查该氚靶系统的传热特性, 利用Computational Fluid Dynamics方法对冷却水层厚度、冷却水流速和氚靶系统旋转速度对靶面冷却的影响进行了分析, 并对不同热功率密度下靶面的传热过程进行了研究. 结果显示, 大的水层厚度、大的冷却水流速和高的靶系统旋转速度有利于靶面的冷却, 但水层厚度和水流速的变化对靶面传热影响较小. 一定条件下靶面所承受的热功率密度不能超过某个限值.     

ICF靶丸装配误差检测

针对激光惯性约束聚变装置中靶丸装配误差检测困难、要求精度高的特点,研制了一套用于微靶装配参数检测的测量系统。提出了一种基于激光与CCD的复合式测量方法,建立了二者数据融合的数学模型,通过标定空间位置关系有效地把二者的测量数据融合到同一个坐标系中,从而实现了高精度三维测量。分两种情况讨论了靶丸装配误差的检测方法。实验结果验证了这两种方法的可行性,并比较了两种方法的测量精度,其极限测量误差均不超过3 m。     

ICF靶丸装配误差检测

针对激光惯性约束聚变装置中靶丸装配误差检测困难、要求精度高的特点,研制了一套用于微靶装配参数检测的测量系统。提出了一种基于激光与CCD的复合式测量方法,建立了二者数据融合的数学模型,通过标定空间位置关系有效地把二者的测量数据融合到同一个坐标系中,从而实现了高精度三维测量。分两种情况讨论了靶丸装配误差的检测方法。实验结果验证了这两种方法的可行性,并比较了两种方法的测量精度,其极限测量误差均不超过3 m。     

氘氚冰籽晶的形核行为

为了实现激光约束核聚变(ICF)的自持聚变目标,对靶壳内氘氚冰的质量提出了极其苛刻的要求,冰层内表面和靶壳的同心度要求大于99.9%,冰层内表面均方根粗糙度(RMS)优于1μm.高质量的冷冻氘氚靶建立在靶壳内高质量氘氚冰层的前提之上.单晶是冰层的最好形态,在靶壳内获得氘氚冰籽晶是基础条件.本文通过采用逐渐降低升温速率的台阶控温方法,开展了充气微管内保留籽晶的研究,揭示了充气微管内保留籽晶的形核机理,实验结果表明,利用充气管口可保留稳定、单一的籽晶,在相同的过冷度下,当氘氚籽晶c轴方向与充气管轴向平行时,生长速度较c轴垂直于充气管轴向时的速度慢约1—2个量级,为获得高质量的籽晶从而形成高质量的氘氚冰提供了参考和支撑.     

低强度空心玻璃微球充氘氚气体工艺研究

 采用分步法对低强度空心玻璃微球充氘氚气体。为了充气,建立一套高压系统,在15MPa下漏率为3.7×10^-4 PaL/s。用铀床和LaNi₅床组合起来,作为充气的高压气源。室温和250℃时,玻璃微球的最大承受压力为1.0MPa,内外压之比约0.51。在250℃时,对微球进行充气,充进微球内的氘氚气体量为0.51～0.54Mpa,满足了物理实验的要求。     

惯性约束聚变靶场激光束精密调焦及诊断技术

 主要介绍了惯性约束聚变靶场精密调焦和诊断的实验系统,阐述了系统采用的谐波驱动器、调焦判据、图象处理等关键技术,实验中通过计算机控制采集到一系列轴向位移和相应焦斑面积的数据,可拟合出位移面积的函数变化曲线, 根据此曲线便可快速准确地确定焦面位置。     

X射线法测量ICF靶丸参数中表面轮廓法的应用

 在ICF靶参数测量中,用接触X射线显微辐射照相法记录微球X射线图像,采用精密表面轮廓仪处理微球X射线图像,直接测量了单层微球壁厚。与光干涉法比较,两种方法测量结果相差小于0.3μm。     

0. 35 μm强激光对金平面靶烧穿厚度的测量

 金等离子体谱线复杂, 覆盖的波长范围宽, 因此金的烧蚀参数很难测量, 公开发表的强激光烧蚀金的数据非常少。本文给出了对0.35μm 强激光金平面靶烧穿厚度的测量方法 和获得的初步测试结果。     

ICF低温冷冻靶制备技术进展

 综述了激光惯性约束聚变研究中的低温冷冻靶的各种制备方法, 提出了在我国高功率激光装置上进行冷冻靶实验的制靶技术路线。     

惯性约束聚变靶场激光束精密调焦及诊断技术

主要介绍了惯性约束聚变靶场精密调焦和诊断的实验系统,阐述了系统采用的谐波驱动器、调焦判据、图象处理等关键技术,实验中通过计算机控制采集到一系列轴向位移和相应焦斑面积的数据,可拟合出位移面积的函数变化曲线, 根据此曲线便可快速准确地确定焦面位置。     

荧光偏振法测定荧光素的荧光寿命的研究

用荧光偏振法测定荧光素的荧光寿命的灵敏度和准确度较高。在荧光素钠荧光强度最强时－激发波长４９０ｎｍ，发射波长５１５ｎｍ、ｐＨ值８．５、溶液浓度１．６×１０＾－５ｍｏｌ／Ｌ，测定荧光素钠溶液的荧光偏振度，测定不同温度时荧光素钠溶液的粘度，再根据Ｐｅｒｒｉｎ公式，求出荧光素钠的荧光寿命。用荧光偏振法测得荧光素钠荧光寿命为３．４ｎｓ、ｐ＜０．０２，与文献值符合良好，结果令人满意。     

利用集总参数法测量材料对激光的吸收率

材料对激光吸收的研究工作对激光加工的发展有着非常重要的意义.而吸收率测量方法的研究是材料对激光吸收研究工作的基础.从量热的角度出发,利用传热学中的集总参数法建立了测量吸收率的方法,设计了相应的试验装置,并测量了几种常用工程材料对激光的吸收率. 关键词： 集总参数法 吸收率 激光     

腔内填充低Z物质对腔内壁运动的影响

 为创造腔内均匀、干净的辐射场,用解析方法研究了腔内填充低Z介质的方法防止腔壁重元素喷射到腔内的设计思想。简化模型给出的物理图象清楚显示,该方法是一种好的设计思想。给出了在腔内填充0.1、1和10个大气压的氦气和各种温度状态下,腔壁内界面的运动速度。     

自相关法测量激光超短脉冲时域分布的解相关

本文论述一种从典型的自相关法测量得到激光超短脉冲时域分布的有效方法,这种方法不必进行另外的光谱测试及假定脉冲形状。