一种烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶制造技术

本发明专利技术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°。本发明专利技术结构简单，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。

Measuring target of transmission energy flow of Z element in ablation state

The invention discloses a measuring target ablation state of Z element in the transmission of energy flow, including the hohlraum, HohlraumTarget tubular structure with upper and lower openings, the middle through hole and the second, the first diagnosis diagnosis hole symmetrical distribution of open side wall hohlraum on the plane in the first the diagnosis and diagnosis of second hole hole where the angle is 45 degrees, the first diagnosis and second hole hole is respectively provided with a diagnosis target and second target samples of the first sample, the first sample target and second samples of target material is not the same, the first sample target and second target samples into angle is 45 degrees. The invention has the advantages of simple structure, can simultaneously measure the transmission energy flow corresponding to two different doping elements, and can avoid the experimental difference caused by the system error as far as possible.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及间接驱动激光聚变
，尤其涉及一种烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶。
技术介绍
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（>1.8keV）对DT冰燃料层的预热，使之能够近等熵压缩。NIF（NationalIgnitionFacilityProject）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1.6keV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,andN.Team,Phys.Plasmas21,020501(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。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术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，本专利技术采用如下技术方案：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。进一步地，所述黑腔靶的两端分别设置有屏蔽片，所述屏蔽片为无顶空心圆锥体状，所述屏蔽片由Cu制成，表面镀CH，呈无顶空心圆锥体状的所述屏蔽片的底面面向远离所述黑腔靶的方向。进一步地，所述黑腔靶由Au制成。进一步地，所述黑腔靶的上下开口处设置有向内的凸沿，所述凸沿所成的圆环的内径小于所述黑腔靶中部的内径。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、为了节约实验资源，并深化掺杂材料对烧蚀影响的物理认识，从而能够准确设计烧蚀层的掺杂物质及掺杂份额，本专利技术采用平面靶的设计，测量掺杂材料经辐射加热后，能够透过的X射线能流，对其吸收高能X射线和低能X射线的情况进行评估。该设计中，较薄的掺杂材料作为夹层置于CH内，受热后其状态一致。辐射源首先烧蚀CH材料，使掺杂材料随时间依次处于高能X射线加热、冲击波加热、辐射加热状态，从而获得这几种主要加热形式下的透射能流。2、本专利技术在黑腔靶上开设有对称分布的第一诊断孔和第二诊断孔，第一诊断孔和第二诊断孔上放置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°，互成45°的第一样品靶和第二样品靶既能够在一次测量中单独测量出其对应掺杂元素的透射能流，又不会对另一个样品靶产生影响，且第一样品靶和第二样品靶的辐射环境基本一致，因此能够尽可能地减少系统误差，准确测量出两种不同掺杂元素所对应的透射能流，使得两种不同掺杂元素所对应的透射能流的对比更为精确、可信。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶的结构示意图；图2为烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶的剖面示意图；图3为图2中A-A向的剖面示意图；图4为烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶的工作示意图；图5为在同一辐射源作用下，两个样品靶上的辐射温度沿黑腔体轴向的分布曲线；图6为实施例1中入射激光波形与测量的黑腔辐射源温度曲线；图7为实施例1中测量得到的样品在1～1.6keV能量区间的X射线透射能流曲线；图8为实施例2中入射激光波形与测量的黑腔辐射源温度曲线；图9为实施例2中测量得到的样品在1.6～4keV能量区间的X射线透射能流曲线。其中，图中所示标记为：1：黑腔靶；2：第一诊断孔；3：第二诊断孔；4：第一样品靶；5：第二样品靶；6：屏蔽片；7：选能XRD。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。请参照图1、图2和图3，本专利技术提供了一种烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶，主要包括有黑腔靶1、第一诊断孔2、第二诊断孔3、第一样品靶4、第二样品靶5和屏蔽片6。请参照图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
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（1），所述黑腔靶（1）呈上下开口、中间贯通的管状结构，其特征在于：所述黑腔靶（1）的侧壁上开设有对称分布的第一诊断孔（2）和第二诊断孔（3），所述第一诊断孔（2）所在的平面与所述第二诊断孔（3）所在的平面所成的角度为45°，所述第一诊断孔（2）和第二诊断孔（3）内分别放置有第一样品靶（4）和第二样品靶（5），所述第一样品靶（4）和第二样品靶（5）的材料不一致，所述第一样品靶（4）和第二样品靶（5）所成角度为45°。

【技术特征摘要】
1.一种烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶，包括有黑腔靶（1），所述黑腔靶（1）呈上下开口、中间贯通的管状结构，其特征在于：所述黑腔靶（1）的侧壁上开设有对称分布的第一诊断孔（2）和第二诊断孔（3），所述第一诊断孔（2）所在的平面与所述第二诊断孔（3）所在的平面所成的角度为45°，所述第一诊断孔（2）和第二诊断孔（3）内分别放置有第一样品靶（4）和第二样品靶（5），所述第一样品靶（4）和第二样品靶（5）的材料不一致，所述第一样品靶（4）和第二样品靶（5）所成角度为45°。2.根据权利要求1所述的烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶，其特征在于：所述第一样品靶（4）和第二样品靶（5）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（1）内部。3.根据权利要求2所述的烧蚀状态下中Z元素透射能流的测量靶，其特征在于：所述第一样品靶（4）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（1）内部；所述第二样品靶（5）为CH/Ge/CH逐层堆叠结构，顶层的CH的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璐，况龙钰，张晓璐，杨品，郑建华，林雉伟，李丽灵，江少恩，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川;51