[发明专利]一种开窗型快响应X射线探测二极管

说明书

技术领域

本发明涉及X射线探测领域，具体涉及一种开窗型快响应X射线探测二极管。

背景技术

核聚变能是取之不尽，用之不竭的能源，所以受控热核聚变一旦实现，世界能源问题就一劳永逸地解决了。但这种高效且相对干净的、基于轻核聚变反应产生的聚变能，目前还没有找到在受控的条件下释放其能量的途径，而只能破坏性地使用它。

激光核聚变，也称惯性约束聚变（ICF）是在上世纪六十年代第一台激光器问世后不久由国际上一批知名核物理学家相继提出并引起高度重视的一种可控核聚变方案。几十年来，世界上主要的核国家相继投入巨资，在大型高功率激光驱动器、实验诊断、制靶和数值模拟等与ICF研究相关的方面做了积极的研究，取得了一定的进展。其中，中心点火模型是早期ICF研究的主要模型之一。这种模型中，惯性约束聚变对大尺度DT球靶的对称性和小尺度DT球靶的均匀性都有严格的要求，并要求极高的激光能量以实现中心点火和热核燃烧，这无疑存在着巨大的困难，在科学技术和费用上对任何国家都是一个挑战。因而至今即使在最强大的激光装置上也未能实现基本的能量得失相当。这种情形使人们不得不放弃了在短期内达到目的的希望，转而着手开展激光与物质相互作用、X光的发射和输运、激光等离子体的辐射特性、靶丸的内爆动力学以及热核燃料的点火燃烧等相关基础性课题的研究工作。随着超短超强激光技术的发展，给惯性约束聚变带来了新的契机，一种全新的点火方式—“快点火”逐渐引起了人们的广泛关注。它有望解决ICF中心点火模型难以克服的几个难题，大大降低了对激光能量和对称性的要求，也减少了经费的需求。

目前，针对“快点火”方式的ICF的基础性分解实验研究主要是针对两种驱动方式进行的，其一是直接驱动，其二是间接驱动。间接驱动更具有优越性，基于间接驱动的间接驱动内爆方式已成为当前研究的焦点，其中又以激光-X光转换、X光辐射场特性、辐射与靶丸相互作用等课题最为引人注目。在这些研究中，快响应X射线探测二极管是一个重要部件。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是：如何制造一种用于X射线探测的快响应二极管，以满足激光-X光转换、X光辐射场特性、辐射与靶丸相互作用等试验课题的需要。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种开窗型快响应X射线探测二极管，其特征在于，包括阳极筒、网状阳极、阴极、阴极固定环、下套筒、上套筒和金属连接环，下套筒内中心位置设置所述阴极，下套筒与阴极间设置用于固定阴极、支撑阳极筒的阴极固定环，阴极固定环的外沿与下套筒相连、内沿与阴极相连；阳极筒位于阴极固定环和阴极上，上套筒设置在下套筒上方并将耐高压膜贴合压紧在阳极筒的外侧；所述耐高压膜设置在阳极筒与上套筒间构成电容。

所述网状阳极设置在阳极筒上，加高压电后阳极筒和网状阳极成为一个等势体。

所述阴极边缘都倒角。

所述金属连接环以螺纹设置在上、下套筒上，以固定整个二极管。

本发明的工作过程为：高压电的负极接到上套筒上、正极接到阳极筒上。阳极筒上加高压电使阳极筒和网状阳极成为一个等势体，X射线可透过网状阳极照射到阴极上，阴极上的部分电子因吸收X射线能量成为自由电子，自由电子经过电场加速后打到阳极筒和网状阳极上。

与现有技术相比，本发明的有益效果表现：

在X射线辐射到本发明中的阴极后将产生自由电子，在高压电场的加速作用下飞向网状阳极，在这个过程中就形成了从阳极到阴极的电流，而阴极到阳极是截止的，实际上形成了一个二极管。本发明的结构使得该二极管阴、阳极之间在极间距离确定的情况下可以承受更高的电压，从而使本发明响应快，其时间分辨能力可达亚纳秒级，因此能有效地测试半高宽达亚纳秒级的Ｘ射线脉冲。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为阳极筒和网状阳极结构示意图；

图3为阴极示意图；

图4为阴极固定环示意图；

图5为下套筒示意图；

图6为上套筒示意图；

图7为金属连接环示意图；

附图标记为：1为极筒、2为网状阳极、3为阴极、4为阴极固定环、5为下套筒、6为上套筒、7为金属连接环、8为耐高压膜。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的描述。