一種局部區(qū)域軟x射線輻射流定量測量裝置與測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于軟X射線輻射流定量測量領(lǐng)域，具體涉及一種局部區(qū)域軟X射線輻射 流定量測量裝置與測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在慣性約束聚變領(lǐng)域，黑腔物理、輻射輸運(yùn)、輻射燒蝕、輻射不透明度以及內(nèi)爆動 力學(xué)，都需要進(jìn)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(fù)合 濾片配合金陰極X射線二極管的平響應(yīng)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(biāo)定。盡管這些方法與裝置在X射 線輻射流測量中可實(shí)現(xiàn)高精度的定量測量，能滿足研究需要，但是存在以下缺點(diǎn)：（1)無法 測量不同區(qū)域的輻射流。傳統(tǒng)的軟X射線輻射流測量方法與裝置觀測的是整個靶區(qū)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(qū)域內(nèi)的細(xì)致區(qū)別，無法測量激光光 斑區(qū)與非光斑區(qū)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(xiàn)縮孔，導(dǎo)致注入孔和診斷孔面積發(fā)生變化；依賴于激光注入孔或者診斷孔面積的傳 統(tǒng)測量方法與裝置就會出現(xiàn)偏差。偏差可以依據(jù)針孔相機(jī)測量結(jié)果進(jìn)行修正，但增加了測 量難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)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(qū)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(qū)域輻射流、能避免縮孔影響的局部區(qū)域X 射線輻射流定量測量方法與裝置，以實(shí)現(xiàn)慣性約束聚變領(lǐng)域，黑腔物理、輻射輸運(yùn)、輻射燒 蝕、輻射不透明度以及內(nèi)爆動力學(xué)的軟X射線輻射流定量測量。
[0004] 本發(fā)明涉及一種局部區(qū)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(yīng)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(yīng)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(yīng)X射線探測器陰 極，所述平響應(yīng)X射線探測器陰極對準(zhǔn)X射線成像板上的孔，所述示波器通過電纜與平響應(yīng) X射線探測器連接。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，針孔中心、X射線成像板孔中心、平響應(yīng)X射線探測器 中心位于一條直線上。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，X射線成像板后設(shè)置光闌，光闌與X射線成像板間距為 0〇
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)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(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，平響應(yīng)XRD探測器測量能區(qū)為0. leV~5KeV。
[0009] 同時本發(fā)明的技術(shù)方案還公開了局部區(qū)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(diào)節(jié)局部區(qū)域軟X射線輻射流定量測量裝置，使靶點(diǎn)、針孔、成像板孔、限孔、 平響應(yīng)XRD探測器中心位于一條直線上； 2) 靶點(diǎn)發(fā)射的X射線經(jīng)過針孔成像在X射線成像板上； 3) 根據(jù)X射線成像板成像與成像板孔的位置關(guān)系，孔所對應(yīng)的區(qū)域就是平響應(yīng)X射線 探測器的測量區(qū)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(jù)公式其中?為輻射流，M為信號衰減倍數(shù)，積為示波器阻抗，_ 為平響應(yīng)X射線探測器響應(yīng)函數(shù)，為X射線成像板的孔對應(yīng)的立體角，計(jì)算得到區(qū)域輻射 流隨時間變化結(jié)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(fù)步驟2、 3、4、5測量不同區(qū)域的X射線輻射流。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)效果是：（1)針對黑腔靶，局部區(qū)域輻射流診斷裝置具有小視場且 可對X光成像，瞄準(zhǔn)光斑區(qū)與非光斑區(qū)，可測量兩個區(qū)域的輻射流，得到光斑區(qū)與光斑區(qū)輻 射流對比結(jié)果；（2)應(yīng)用局部區(qū)域輻射流診斷方法，對于激光注入孔縮孔現(xiàn)象，可以調(diào)節(jié)視 場范圍來避免觀測該區(qū)域，不需要利用針孔相機(jī)測量結(jié)果進(jìn)一步修正，可以得到更準(zhǔn)確的 輻射流測量結(jié)果。
[0012] 下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的局部區(qū)域軟X射線輻射流定量測量裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖； 圖中：1.針孔 2.X射線成像板 3.平響應(yīng)X射線探測器 4.示波器。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí) 施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于規(guī)定本發(fā)明。
[0015] 如圖1所示，一種局部區(qū)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(yīng)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(qū)0.leV~5KeV的平響應(yīng)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(yīng)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(qū)動黑腔靶光斑區(qū)與非光斑區(qū)輻射流診斷實(shí)驗(yàn)為例，局部區(qū)域軟 X射線福射流定量測量包括以下步驟： 1) 放置并調(diào)節(jié)局部區(qū)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(yīng)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(fā)射的X光經(jīng)過針孔在X射線成像板上成放大10倍的像； 3) 根據(jù)成像板X光圖像與X射線成像板圓孔位置關(guān)系，圓孔對應(yīng)的區(qū)域就是平響應(yīng)X 射線二極管的測量區(qū)域； 4) 調(diào)節(jié)X射線成像板直徑2mm圓孔位置，使圓孔對應(yīng)的區(qū)域完全落入非光斑區(qū)； 5) 激光打靶發(fā)射的X射線經(jīng)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(yīng)X射線探測器產(chǎn)生電信號，信號經(jīng)過電纜傳輸至示波器，獲得電壓信 號； 6) 根據(jù)公式~~，其中：為輻射流，滅為衰減倍數(shù)，沒為示波器阻抗屬為平 響應(yīng)探測器響應(yīng)函數(shù)，:〇為光闌對應(yīng)的立體角，計(jì)算得到非光斑區(qū)域輻射流隨時間變化結(jié) 果； 7) 移動X射線成像板，使圓孔選定光斑位置，重復(fù)步驟5、6、可測量光斑區(qū)域的X射線 輻射流隨時間變化結(jié)果。
[0017] 最后說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡 管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人而言，其依然可以對 前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種局部區(qū)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(yīng)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(yīng)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(yīng)X射線探測器陰極，所 述平響應(yīng)X射線探測器陰極對準(zhǔn)X射線成像板上的孔，所述示波器通過電纜與平響應(yīng)X射 線探測器連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部區(qū)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(yīng)X射線探測器中屯、位于一條直線上。3. 局部區(qū)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(diào)節(jié)局部區(qū)域軟X射線福射流定量測量裝置，使祀點(diǎn)、針孔、成像板孔、限孔、 平響應(yīng)X畑探測器中屯、位于一條直線上； 2) 祀點(diǎn)發(fā)射的X射線經(jīng)過針孔成像在X射線成像板上； 3) 根據(jù)X射線成像板成像與成像板孔的位置關(guān)系，孔所對應(yīng)的區(qū)域就是平響應(yīng)X射線 探測器的測量區(qū)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(jù)公貴，其中嘴銳幼福射流，勞為信號衰減倍數(shù)，礙為示波器阻抗，姨 為平響應(yīng)X射線探測器響應(yīng)函數(shù)，錢為X射線成像板的孔對應(yīng)的立體角，計(jì)算得到區(qū)域福射 流隨時間變化結(jié)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(fù)步驟2、3、4、5 測量不同區(qū)域的X射線福射流。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種局部區(qū)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(yīng)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(yīng)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(yīng)X射線探測器陰極，所述平響應(yīng)X射線探測器陰極對準(zhǔn)X射線成像板上的孔，所述示波器通過電纜與平響應(yīng)X射線探測器連接。從而避免縮孔影響，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域X射線輻射流的測量。
【IPC分類】G01T1/36, G01T1/29
【公開號】CN105204059
【申請?zhí)枴緾N201510574047
【發(fā)明人】侯立飛, 劉慎業(yè), 杜華冰, 李志超, 楊國洪, 韋敏習(xí), 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