[实用新型]一种ICF靶丸内爆压缩过程分阶段高精度成像装置

说明书

本实用新型公开了一种ICF靶丸内爆压缩过程分阶段高精度成像装置，所述的成像装置包括位于竖直方向并正对靶丸的针孔板、位于竖直方向且反射面相对的球面物镜Ⅲ和球面物镜Ⅳ、位于水平方向且反射面向下的复合球面物镜Ⅴ和X射线分幅相机；球面物镜Ⅲ以及球面物镜Ⅳ的反射面分别和复合球面物镜Ⅴ的反射面Ⅲ与反射面Ⅳ构成两个KB镜通道。通过具有高时间分辨的X射线分幅相机，对靶丸压缩前后阶段进行区分以及两个针孔通道与两个KB镜通道成像时间及间隔进行选取。该成像装置整合了针孔成像以及KB镜成像各自的优势，同时有效规避成像通道间高达10%的视场几何差别，可对整个ICF靶丸内爆压缩过程分阶段高精度成像，具有广阔且重要的应用前景。

技术领域

本实用新型属于X射线成像领域，具体涉及一种ICF靶丸内爆压缩过程分阶段高精度成像装置。

背景技术

对惯性约束聚变（ICF）靶丸内爆压缩过程所释放的X射线辐射进行时间、空间分辨成像研究，可以提供ICF靶丸中由于做功和能量（电子热传导、辐射热传导）输运导致的流体状态的时空演化信息，既是研究聚变点火的基础也是重点之一。常用X射线成像器件包括针孔、KB镜以及弯晶等，由于弯晶晶体压弯过程所带来的面形误差使得空间分辨无法进一步提高至优于5µm 的水平，且采用近轴反射的原理，碎片屏蔽较难，另外加工难度也较大，因而对于小尺度目标如内爆热斑的诊断，通常采用KB镜代替弯晶。

但是，上述成像器件存在着以下问题：1、针孔成像空间分辨在10µm左右，而靶丸内爆压缩后期小尺度阶段即热斑阶段，尺度在35µm~45µm，10µm的空间分辨对于ICF精密物理研究明显不足。2、KB镜成像的空间分辨为2µm~5µm，然而在该空间分辨下KB镜的成像目标大小仅在100µm以下，这对于靶丸（700µm~900µm尺寸）内爆压缩前期大尺度阶段，成像目标大小显得不足。3、现有各种多通道成像设备在观测靶点同一位置时，由不同通道之间视角差异，所引入的视场几何差别难以规避，而该几何差别可达10%。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种ICF靶丸内爆压缩过程分阶段高精度成像装置。

本实用新型的ICF靶丸内爆压缩过程分阶段高精度成像装置，其特点是，所述的ICF靶丸内爆压缩过程分阶段高精度成像装置包括位于竖直方向并正对靶丸的针孔板、位于竖直方向且反射面相对的球面物镜Ⅲ和球面物镜Ⅳ、位于水平方向且反射面向下的复合球面物镜Ⅴ和X射线分幅相机；靶丸为间接或直接驱动惯性约束聚变ICF常用靶丸，在靶丸内爆压缩前期大尺度阶段，靶丸发射的X射线沿光路Ⅰ和光路Ⅱ分别穿过针孔板上的两个针孔，在X射线分幅相机的Au微带上成像为两个多能像，两个多能像经X射线分幅相机的选通电压脉冲选通后被依次记录；在靶丸内爆压缩后期小尺度阶段即热斑阶段，靶丸发射的X射线沿光路Ⅲ和光路Ⅳ分别入射到球面物镜Ⅲ和球面物镜Ⅳ，反射至复合球面物镜Ⅴ的反射面Ⅲ和反射面Ⅳ后截取能量带E_Ⅲ和E_Ⅳ X射线，在X射线分幅相机的Au微带上成像为两个单能像，两个单能像经X射线分幅相机的选通电压脉冲选通后被依次记录，球面物镜Ⅲ以及球面物镜Ⅳ的反射面分别和复合球面物镜Ⅴ的反射面Ⅲ与反射面Ⅳ构成两个Kirkpatrick-Baze 镜通道即两个KB镜通道；

所述的针孔板和复合球面物镜Ⅴ的中心位于球面物镜Ⅲ和球面物镜Ⅳ的竖直对称面Ⅰ上，针孔板位于球面物镜Ⅲ和球面物镜Ⅳ的与竖直对称面Ⅰ呈90°的竖直对称面Ⅱ上，X射线分幅相机的竖直对称面与球面物镜Ⅲ和球面物镜Ⅳ的竖直对称面Ⅰ重合；

所述的反射面Ⅲ和反射面Ⅳ上分别涂覆有窄能带X光多层膜。