Рентгеновское излучение плотной высокотемпературной плазмы в экспериментальных исследованиях по лазерному термоядерному синтезу

• Автор: Гаврилов, Валерий Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Троицк Московской обл.
• Количество страниц: 207 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. РЕНТГЕНОВСКИЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС УСТАНОВКИ «МИШЕНЬ».
1.1. Введение.
1.2. Лазерная система и вакуумная камера взаимодействия установки «Мишень».
1.3. Рентгеновский диагностический комплекс установки «Мишень».
1.3.1. Методы и средства регистрации рентгеновского излучения плазмы с пространственным разрешением.
1.3.2. Аппаратура для спектрального анализа рентгеновского излучения плазмы.
1.3.3. Измерения рентгеновского излучения плазмы с временным разрешением.
1.3.4. Приборы для абсолютных измерений энергии рентгеновской эмиссии плазмы.
1.4. Абсолютная калибровка фотоматериалов в рентгеновском диапазоне длин волн.
1.5. Основные источники погрешности при определении электронной температуры плазмы методом фильтров.
1.6. Импульсная рентгеноскопия исследуемого объекта.
1.7. Комплекс оптических диагностик на установке «Мишень». Выводы главы.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПЛАЗМЫ, ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ МОЩНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ПУЧКОМ ПЛОСКИХ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ МИШЕНЕЙ.
2.1. Введение.
2.2. Спектральный состав рентгеновского излучения плазмы, образующейся при лазерном облучении мишеней из различных материалов.
2.3. Измерения рентгеновского излучения плазмы с пространственным и временным разрешением.

2.4. Конверсионная эффективность лазерной плазмы в зависимости от атомного номера материала мишени
2.5. Доля рентгеновского излучения плазмы в энергобалансе процесса взаимодействия лазерный пучок-мишень
2.6. Прогрев ускоряемой части мишени рентгеновским излучением плазменной короны
Выводы главы
ГЛАВА 3. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ И ИЗУЧЕНИЕ
ПРОТЕКАЮЩИХ В НЕЙ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В
УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ЛТС МЕТОДАМИ
РЕНТГЕНОВСКОЙ ДИАГНОСТИКИ
3.1. Введение
3.2. Определение среднего значения электронной температуры плазменной короны
3.3. Пространственное распределение электронной температуры и плотности в плазменной короне
3.3.1. Восстановление профилей электронной температуры и плотности в плазменной короне путем регистрации линейчатого излучения многозарядных ионов
3.3.2. Восстановление профилей электронной температуры и плотности в плазменной короне путем регистрации непрерывного рентгеновского излучения плазмы
3.4. Исследование инверсной населенности возбужденных уровней ионов алюминия
3.5. Измерение массовой скорости абляции при облучении мишеней из различных материалов
3.6. Определение параметров надтепловой электронной компоненты плазмы
3.7. Реализация метода импульсной рентгеноскопии в экспериментах по абляционному ускорению тонких фольг, моделирующих оболочки термоядерных мишеней
Выводы главы
ГЛАВА 4. КОНВЕРСИОННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ
С МНОГОЗАРЯДНЫМИ ИОНАМИ И ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ
ПЕРЕИЗЛУЧАЮЩЕЙ ЗОНЫ
4.1. Введение
4.2. Условия проведения экспериментов

4.3. Теоретическая модель и программа численных расчетов
4.4. Измерение конверсионной эффективности плазмы, образующейся при лазерном облучении медных мишеней
4.5. Исследование процесса формирования в лазерной плазме
переизлучакяцей зоны путем анализа с высоким временным
разрешением спектров мягкого рентгеновского излучения плазмы с многозарядными ионами
Выводы главы
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАЗМЫ, ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПРИ
ВЗАИМОДЕЙСТВИИ МОЩНОГО ЛАЗЕРНОГО И
РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С МИШЕНЯМИ
ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ
5.1. Введение
5.2. Постановка экспериментальных исследований
5.3. Результаты исследования взаимодействия мощного лазерного излучения с пористым веществом низкой плотности
5.4. Экспериментальное исследование процессов, протекающих при взаимодействии мощного рентгеновского излучения с пористыми средами
Выводы главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

находящимся в пультовом помещении установки. Каждый из детекторов закрыт фильтром. Данные об интенсивности рентгеновского излучения, измеренной каждым калориметром, экспериментатор узнает через 1-2 минуты после облучения мишени лазерным пучком. На установке «Мишень» используются две такие системы, что позволяет проводить не только измерения интенсивности рентгеновской эмиссии плазмы, но и энергии в лазерном импульсе и интенсивности рассеянного плазмой оптического излучения. Основной элемент системы - приемноизмерительный преобразователь (ПИП) - представляет собой калориметр на основе медь-константановых термобатарей. Размер приемной площадки -25x25 мм2, общее количество термоспаев - -103. Для ПИП видимого диапазона приемным элементом служит пластина из оксидированного алюминия толщиной 0.3 мм. Для ПИП рентгеновского диапазона приемный элемент выполнен в виде «змейки» из манганиновой фольги толщиной 20 мкм на подложке из диэлектрика толщиной —50 мкм. Конструкция ПИП позволяет производить его калибровку короткими электрическими импульсами известной энергии непосредственно перед началом экспериментов. Чувствительность ПИП видимого диапазона составляет (15-20) мВ/Дж, а ПИП рентгеновского диапазона - (50-80) мВ/Дж.
Рентгеновский фотодозиметр и калориметрическая система позволили успешно экспериментально исследовать зависимость конверсионной эффективности лазерной плазмы от атомного номера материала мишени, определить относительное содержание надтепловых электронов в плазменной короне, исследовать процессы переноса поглощенной лазерной энергии в плотные области мишени и трансформации этой энергии в рентгеновское излучение плазмы.
1.4. Абсолютная калибровка фотоматериалов в рентгеновском диапазоне длин волн.
Для регистрации рентгеновского излучения лазерной плазмы с помощью камер-обскур и кристаллических спектрографов в работе применялась специальная фотопленка УФ111-С, разработанной в АО НИИХимФотоПроект под руководством д.т.н. Н.В.Уваровой. Для обработки полученных данных необходимо было иметь информацию о чувствительности этой фотопленки в различных спектральных диапазонах. Описанию разработанной и реализованной процедуры калибровки фотоматериалов в рентгеновском диапазоне длин волн, а также полученных в результате ее проведения результатов и посвящен настоящий раздел.
Калибровка фотоматериалов проводилась в статическом режиме. Процедура калибровки включала в себя следующие этапы: экспонирование