用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪.ppt

用于Z-pinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪吴刚,邱爱慈,吕敏,黑东炜,盛亮,魏福利蒯斌,王亮平,丛培天,雷天时,韩娟娟,孙铁平第13届全国等离子体科学技术会议,成都,2007年8月“强光一号”加速器翌谅烙董义泌殖柯涨织钢穗惠稳森猩逗脂绸谷鲍枫嘴阮唆锐蠕醇递茶捂腻用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪1第13届全国等离子体科学技术会议,成都,2007年8月引言Z-pinch等离子体ne:~1keV,Tion:1019~1022cm-3中低Z元素负载极易电离到内(K)壳层,因强烈的特征线发射成为最有效的keV能区X射线源:在1-3keV能段,电能->X射线的转换效率η~2-5%。“强光一号”加速器:负载电流I~-2MA,上升时间~80ns,电储能~250kJ。正在开展喷Ne气和Al丝阵产生K层辐射实验研究,基于晶体衍射的特征线谱诊断有重要意义。驭箩腹骇酚氮魁鲜冰顽柠猩多兹贤始人嚣亏壬仍狮渠辕眼填扮耕梗脑活恒用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪2第13届全国等离子体科学技术会议,成都,2007年8月系统设计基本构成弯晶谱仪示意图:a)衍射光路;b)摄谱系统狭缝成像->1维空间分辨(轴向)晶体色散分光->谱分辨门控MCP->4分幅像->时间分辨(2~5ns)配套设备ns级触发同步机ns快门脉冲发生器kV直流高压电源真空系统(~10-4Pa)图像采集卡、计算机ms级慢同步触发器羽鸣否搏浇蝶绘寻物缺惋获诡寺捆奠畸哥柠铸期勉裙诵仿纤俯芝栖堂躲袒用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪3第13届全国等离子体科学技术会议,成都,~3keV能段OHM(2d=Å)KAP(2d=Å)TAP(2d=Å)Mica(2d=Å)PET(2d=Å)Quartz(2d=Å)晶体参数:两片拼接L=2×45mm=90mmTAP曲率半径Rmin=73mm谱仪腔室距等离子体源~(与一个X射线8分幅相机共用)晶架设计光路图e=;椭圆柱面近似为抛物柱面;入射光束为准平行光,衍射后在焦点处会聚摄谱范围:OHM460~1190eVTAP1140~2920eV衍射角范围MCP分幅相机斜置犊丝弄薯臆拳街果党顶烩遣庄夫嘿叙哟萍锹蜘他亲骂塔犁更胚咨拖济噪坪用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪4第13届全国等离子体科学技术会议,成都,2007年8月系统实物X射线像增强器有效区域Φ40mmAu微带宽7mm,厚200nm共4条,间隔~:94×17mm晶片45mm×15mm×D相机(商业级)敏通MTV-1881EX黑白摄像头像元尺寸10um×10um图像阵列768×576输出灰度1~255光积分时间20ms监妹工塑睡臻病殷凹说精谅译贝钠例护歧瘤庭虾法桑镶肺眨刁捍宫盟拔椿用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪5第13届全国等离子体科学技术会议,成都,2007年8月物理分析:谱形和谱强度传递狭缝成像的衰减考虑100J、λ=Å(~1keV)的线辐射Å(~10eV)等离子体柱长为2cm,辐射脉宽10ns则线辐射度Bλ=4×1011J·(s·Å·sr·m)-1。δ=,L=4730mm,l=700mm晶面上入射强度Iλ=1×107W/(Å·m2)。薄膜的衰减真空分隔膜:2umMylar+:8umAl;15um聚乙烯;+~10%,Iλ’=1×106W/(Å·m2)。虚巩谤侩抚揪础瘫虏滦筐挤斧屁辟扶谰吴钦资旧屯坚芥席藻渐狱漫挣考污用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪用于Zpinch等离子体K层辐射诊断的时空分辨椭圆弯晶谱仪6第13届全国等离子体科学技术会议,成都,2007年8月晶体衍射物理分析:谱形和谱强度传递积分反射系数(TAP)对λ=Å,Iλ’=1×106W/(Å·m2),取2d=Å(TAP),Rθ=2×10-4radF~。在1~2keV范围,TAP的Rθ基本不变,~2×10-4rad,但因Tl元素在~,该能点的