1 1.上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
2 2.中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 绵阳 621050
3 3.桂林电子科技大学 广西电子信息材料构效关系重点实验室, 桂林 541004
随着我国核辐射技术的进步, 辐射探测在近些年也得到了高速发展, 并被广泛应用于辐射安全监测、放射性医学诊疗、X射线安监系统、工业无损探伤以及微观粒子轨迹探测等诸多领域。辐射光致发光(Radio- photoluminescence, RPL)是一种在电离辐射作用下, 材料内部产生新的发光中心, 并被紫外光激发进而发光的现象, 可作为一种新型辐射探测手段。RPL材料通常具有存储辐射信息、信息几乎不衰减、剂量线性响应好、均匀稳定的高辐射灵敏度、能量依赖性小和可重复读数等特点, 弥补了光释光(Optically stimulated luminescence, OSL)和热释光(Thermally stimulated luminescence, TSL)材料在存储稳定性和重复使用性等方面的不足。自RPL现象被报道以来, RPL材料层出不穷, 如传统的Ag掺杂磷酸盐玻璃、Al2O3:C,Mg和LiF, 再到新型的Cu离子掺杂体系、Sm离子掺杂体系以及无掺杂体系材料等。同时, RPL应用也被不断发掘, 目前它已成为辐射探测领域不可或缺的材料之一。基于此, 本文概述了RPL材料的最新进展, 重点梳理了传统和新型RPL材料的发光原理、性能特点及其应用, 特别对比了不同RPL材料在辐射探测性能方面的差异。最后, 本文对RPL材料的优势及其不足之处进行了归纳分析, 并对其发展趋势进行了展望。
辐射光致发光 辐射探测 剂量监测 Ag掺杂磷酸盐玻璃 X射线成像 radio-photoluminescence radiation detection dose detection Ag-doped phosphate glass X-ray imaging 强激光与粒子束
2020, 32(11): 112005
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳 621999
2 电子科技大学 能源科学与工程学院，四川 成都 611731
X射线条纹相机是激光惯性约束聚变研究中的核心测量设备，用于捕获聚变反应中瞬态X射线发射。对X射线条纹相机在聚变反应中强电磁辐射下的可靠性进行研究，给出了X射线条纹相机的可靠性框图及结构，并对X射线条纹相机各功能单元进行可靠性分配，针对其故障进行了故障模式和影响分析(FMEA)。可靠性分析和FMEA显示，X射线条纹相机中变像管单元其可靠性分配值在各个分系统单元中最高，其故障能够引起严重故障和试验损失，是制约X射线条纹相机可靠性和稳定性的重要部件。通过对X射线条纹相机内各单元的可靠性以及故障模式分析，有助于研究人员开展有针对性的电磁辐射加固，提升相机在强电磁脉冲辐射环境中运行的可靠性。
X射线条纹相机 可靠性 强电磁辐射 X-ray streak camera reliability strong electromagnetic radiation 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 845
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
在微带结构化学气相沉积(CVD)探测器的基础上,利用同轴结构输出部件结合隔离直流电路制作了单端连接同轴探测器,该探测器主要用于激光等离子体的X射线测量。探测器采用直径为4 mm的圆柱体CVD金刚石,金刚石一个端面镀有网格状电极,另一端镀有圆盘状电极。网格状电极既可保证正常施加偏压,也可使X射线直接照射至金刚石表面。在短脉冲激光装置上开展了探测器的时间响应特性实验,结果显示探测器上升时间为61 ps。CVD金刚石探测器的时间性能研究为探测器的优化改进奠定了基础。
探测器 化学气相沉积 X射线探测器 网格状电极 时间特性
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
在神光Ⅲ主机装置, 利用16束激光注入黑腔产生二维柱对称、接近点火状态的等离子体环境。利用一台X光分幅相机首次获得金泡等离子体的运动演化过程和不同时刻金、充气等离子体边界的绝对位置。通过精密实验与二维辐射流体程序模拟结果比较, 验证了改进模型的合理性和可靠性。
惯性约束聚变 黑腔 金泡等离子体 唯象模型 ICF hohlraum gold bubble plasma phenomenological model 强激光与粒子束
2017, 29(12): 120102
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621909
研制了高精度在线准直、超宽光谱范围和高能谱分辨的在线凸圆柱面弯晶谱仪。使用耦合针状CsI(Tl)闪烁体的大面阵CMOS相机对X射线光谱进行在线测量, 用QTZ(1010)(2d=0.851 2 nm)X射线晶体的能谱测量范围是1.84 ~7.38 keV, 能谱分辨880@2.375 keV, 动态范围≥1 000。在神光-Ⅲ主机高功率激光装置上, 对钛激光等离子体发射的X射线谱进行实验测量,获得了优质的光谱图像; 对钛离子X射线精细结构光谱进行了辨识,与理论计算和其他实验结果吻合。该谱仪用于神光-Ⅲ主机通用诊断搭载平台, 具有抗瞬发超强电磁脉冲干扰能力, 工作稳定。
弯晶谱仪 在线测量 电磁脉冲 钛激光等离子体 convex crystal spectrometer on-line measurement electron magnet pulse Titanium laser-produced plasmas 红外与激光工程
2017, 46(8): 0820001
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 惯约实施管理中心, 四川 绵阳 621900
3 电子科技大学 能源科学与工程学院, 成都 611731
给出了适用于0.1~5 keV的平响应X射线光阴极的设计方案.采用两层不同厚度、相同面积的相同金属材料制备X射线光阴极, 两金属层的厚度和微观结构经过优化后, 在惯性约束聚变实验感兴趣的能区具有良好的平响应特征, 不需要复杂的解谱过程.选取4种不同的光阴极材料, 改变厚度和占空比设计, 计算得到了光阴极不平整度.模拟结果表明, 该光阴极在0.1~5 keV能量响应基本一致, 不平整度优于5%.
惯性约束聚变 X射线 条纹相机 透射式光阴极 平响应X射线光阴极 Inertial confined fusion X-ray Streak camera Transmission photocathode Flat-response X-ray photocathode
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
为充分利用亚皮秒紫外激光器的大能量、超短脉宽的紫外激光输出特性, 配套建立了激光惯性约束聚变(ICF)诊断设备性能指标的标定平台。标定平台具备激光能量测量、光传输延迟、光束分割与等比递减、序列光脉冲产生器等功能, 可为相关诊断设备提供结构支撑和高真空度的运行环境。通过机械与光学设计完成了平台各部件的研制, 并利用该平台对X射线二极管的响应时间、X光条纹相机的扫速、X射线分幅相机的动态范围等指标进行了标定。结果表明, 该标定平台与亚皮秒紫外标定源的匹配度良好, 可实现多种诊断设备性能指标的精密标定。
激光器 亚皮秒紫外激光器 标定平台 诊断设备 动态范围 扫描速度
中国工程物理研究院激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
在超短脉冲抽运光作用下,利用双光子激发研究了多晶金刚石非线性吸收和非线性折射的动力学演化过程。在非线性吸收动力学实验中，观察到了金刚石样品中被激发载流子的两个不同的复合过程，时间尺度分别在百皮秒量级和纳秒量级，精确得到了不同抽运光能量作用时两个过程各自的时间常数。在非线性折射动力学实验中，观察到了金刚石样品中由非简并双光子吸收过程所引起的正的非线性折射率变化，得到了样品的三阶非线性系数。
非线性光学 双光子吸收 飞秒抽运探测 多晶金刚石 相位物体
Author Affiliations
Abstract
1 School of Energy Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China
2 Laser Fusion Research Center, Chinese Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
Intensive electromagnetic pulses (EMPs) can be generated from interaction of the ultra-intense lasers and solid targets in inertial confinement fusion (ICF), which will detrimentally affect the data acquisition from some electric components. A diagnostic system for EMP measurement inside and outside the ShenGuang-III facility is designed and fabricated in this study. The experimental results indicate that the peak magnitude of EMP reaches up to 3210.7 kV/m and 6.02 T. The received signals depend most on the antenna and target types. The half-hohlraum generates a more intensive EMP radiation than that from the other targets, and the large planar and medium discone capture much stronger signals than the other antennas. In addition, the mechanisms of EMP generation from different targets are discussed. The resulting conclusion are expected to provide the experimental basis for further EMP shielding design.
140.3320 Laser cooling 140.3538 Lasers, pulsed 350.5610 Radiation Chinese Optics Letters
2016, 14(10): 101402
