[实用新型]一种ICF内爆过程四通道成像系统

说明书

本实用新型公开了一种ICF内爆过程四通道成像系统，所述的成像系统包括位于竖直方向且反射面相对的复合球面物镜Ⅰ和复合球面物镜Ⅱ，位于水平方向且反射面相对的复合球面物镜Ⅲ和复合球面物镜Ⅳ，以及X射线分幅相机；复合球面物镜Ⅰ和复合球面物镜Ⅱ的反射面分别和复合球面物镜Ⅲ和复合球面物镜Ⅳ的反射面构成四个KB镜通道。通过具有选通功能的X射线分幅相机，对靶丸压缩过程四个KB镜通道成像时间及时间间隔进行选取。该成像系统利用KB镜成像空间分辨率高达2.5μm~5μm的优势，消除了成像通道间大于10%的视场差异的影响，可对整个ICF靶丸内爆压缩过程实现高空间分辨率的准同视轴四通道成像，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内爆过程四通道成像系统。

背景技术

获取惯性约束聚变（ICF）靶丸内爆过程高空间分辨时变X光成像信息是深入研究内爆辐射烧蚀、向心驱动以及热斑演化等细致物理过程的基础和难点。这是因为该高空间分辨时变信息反应了惯性力做功以及电子热传导、辐射热传导等能量输运带来的靶丸流体状态的时空演化情况，这些演化情况将直接影响聚变点火的成败。常用X射线时变成像系统包括针孔+分幅相机，弯晶+分幅相机以及多通道KB镜+分幅相机。

但是，上述成像系统存在以下问题：1、目前针孔成像能够提供的空间分辨在10µm以上，这对于研究尺寸仅30～60µm的内爆热斑演化是明显不足的；2、而弯晶采用的是近轴反射的原理，碎片屏蔽较难，易损坏，同时弯晶压弯过程加工难度较大不适合广泛应用；3、尽管多通道KB镜的空间分辨高，100µm视场范围内能达到2.5µm分辨率，然而由于多通道KB镜各通道之间较大的视角差异所引入的视场差异（该视场差异达10%以上）难以消除，这会带来对应不同时间段的不同通道的成像结果成像目标高度不一致，换句话说靶丸内爆的时变过程是不能观测到的。

当前，亟需发展一种适于观测ICF内爆过程的成像系统。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种ICF内爆过程四通道成像系统。

本实用新型的ICF内爆过程四通道成像系统，其特点是，所述的成像系统包括位于竖直方向且反射面相对的复合球面物镜Ⅰ和复合球面物镜Ⅱ，位于水平方向且反射面相对的复合球面物镜Ⅲ和复合球面物镜Ⅳ，以及X射线分幅相机；

复合球面物镜Ⅰ的两个反射面为反射面Ⅰ和反射面Ⅱ；复合球面物镜Ⅱ的两个反射面为反射面Ⅲ和反射面Ⅳ；复合球面物镜Ⅲ的两个反射面为反射面Ⅴ和反射面Ⅵ；复合球面物镜Ⅳ的两个反射面为反射面Ⅶ和反射面Ⅷ；内爆靶丸为间接或直接驱动惯性约束聚变ICF的内爆靶丸；

所述的X射线分幅相机的竖直对称面与复合球面物镜Ⅰ和复合球面物镜Ⅱ的竖直对称面Ⅰ以及复合球面物镜Ⅲ的竖直对称面、复合球面物镜Ⅳ的竖直对称面重合；

所述的反射面Ⅰ，反射面Ⅱ，反射面Ⅲ和反射面Ⅳ上分别涂覆有单层金属膜；所述的反射面Ⅴ，反射面Ⅵ，反射面Ⅶ和反射面Ⅷ上分别涂覆有窄能带X光多层膜；

所述的复合球面物镜Ⅰ的反射面Ⅰ和复合球面物镜Ⅲ的反射面Ⅴ构成第一个Kirkpatrick-Baze镜通道即KB镜通道；复合球面物镜Ⅰ的反射面Ⅱ和复合球面物镜Ⅳ的反射面Ⅶ构成第二个KB镜通道；复合球面物镜Ⅱ的反射面Ⅲ和复合球面物镜Ⅲ的反射面Ⅵ构成第三个KB镜通道；复合球面物镜Ⅱ的反射面Ⅳ和复合球面物镜Ⅳ的反射面Ⅷ构成第四个KB镜通道；

所述的内爆靶丸和复合球面物镜Ⅰ的反射面Ⅰ的中心的连线，与内爆靶丸和复合球面物镜Ⅱ的反射面Ⅳ的中心的连线之间的夹角θ，即两个KB镜通道相对内爆靶丸的夹角θ，夹角θ为四个KB镜通道之间的最大夹角，在内爆靶丸内爆压缩初始时刻，夹角θ所引入的两个KB镜通道之间的最大视场几何差异值小于每个KB镜通道的空间分辨的二分之一。