将喷射流体转换为等离子体的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于产生喷射流体的方法和装置、将喷射流体转换为等离子体的方法和系统，以及该系统的应用。根据本发明专利技术，该方法的特征在于包括借助高压快速电磁阀（5）和跟随其后并安装在电磁阀出口的喷嘴（7）产生脉冲喷射流体（F），喷射流体的尺寸为亚毫米级，并且原子密度大于1020cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生喷射流体的方法和装置、将喷射流体转换为等离子体的方法和系统以及该系统的应用
本专利技术涉及用于产生高原子密度的喷射流体的方法和装置，借助激光束将该喷射流体转换为等离子体的方法和系统，以及该转换系统的应用方法。
技术介绍
此类方法和系统是已知的，但是不能得到为保证有效利用这些射流(尤其是从这些喷射流体与激光束的相互作用中得到的射流)的潜在技术可能所需的具有足够速度和原子密度的喷射流体。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服该缺点。为了达到此目的，用于产生高密度喷射流体的方法的特征在于，该方法包括借助快速高压电磁阀以及跟随其后的安装在出口的喷嘴产生尺寸为亚毫米并且原子密度大于102°cm_3的脉冲流体喷射。根据本专利技术的一个特征，该方法的特征在于，喷射流体的原子密度值为IO21cnT3或更大。根据本专利技术另一特征，该方法的特征在于，流体为气体，如氦。根据本专利技术另一特征，该方法的特征在于，流体为双相里流体，如聚合射流。根据本专利技术另一特征，该方法的特征在于，流体为液体，如水。根据本专利技术另一特征，为了实施上述方法，产生高原子密度流体喷射的装置的特征在于包括带压流体源、迅速打开和关闭穿过电磁阀的流体通道的高压电磁阀，和用于使电磁阀产生的脉冲喷射流体加速和调整构成的喷嘴。根据本专利技术另一特征，装置的特征在于，电磁阀包括螺线管和迅速打开和关闭穿过电磁阀的流体通道的活动件，该零件在螺线管产生的磁场作用下相对该通道横向移动至打开通道的位置，并在带压流体作用下返回它的关闭位置。根据本专利技术另一特征，该装置的特征在于，通道周围的间隙在活动件处具有不对称性，因此产生与通道垂直的磁场分量，该分量用于使活动件向其打开通道的位置移动。本专利技术还涉及产生等离子的方法，其特征在于使用喷射流体，并且使与喷射流体垂直的激光束在真空密封室内作用在从喷嘴出来的喷射流体上。根据本专利技术一特征，产生等离子方法的特征在于产生高原子密度的脉冲喷射流体，但喷射流体的宽度足够小，以便能够使用在密封室内产生真空的非常高速的泵，如涡轮分子泵。根据本专利技术另一特征，产生等离子方法的特征在于在密封室内产生大约10_7bar的真空。本专利技术还涉及用于实施等离子产生方法的等离子发生系统，其特征在于，该系统包括带压流体源、喷射流体产生装置、在管子出口作用在喷射流体上的激光束、喷射流体产生装置位于其中并且在其中激光与喷射流体发生碰撞的真空密封室，并且该系统还包括在密封室内产生真空的非常高速的泵，如涡轮-分子泵。本专利技术还涉及应用等离子发生系统的方法，其特征在于，该系统用于向激光方向产生窄谱高频的离子束，并向与激光垂直的方向发射宽谱高频离子。根据本专利技术一特征，该系统应用方法的特征在于，使用由一个或几个大约几个皮秒的短脉冲组成的强激光束，并且脉冲之间的间距为几皮秒，将该激光束在高频和具有对该激光的超临界密度的喷射流体上聚焦。根据本专利技术另一特征，系统应用方法的特征在于，在激光轴线中过滤从等离子体出来的高频离子束，最好使用活动过滤器，如几十到几百微米的铝箔，以便可以翻新激光束每次碰撞时损坏的表面。本专利技术还涉及系统的应用方法，其特征在于使用系统产生高频束。根据本专利技术另一特征，系统应用方法的特征在于，将强激光脉冲在高频和高密度喷射流体中聚焦，如密度约为IO19原子/cm3，以便产生弱发散并且持续时间短的电子束，使该电子束重新空间聚焦，并使重新聚焦的电子束穿过波动器。根据本专利技术另一特征，系统应用方法的特征在于，使已经穿过波动器的电子束从使电子偏移的装置通过，并可只得到X射线束。根据本专利技术另一特征，系统应用方法的特征在于，使用一系列交替极性的磁铁构成的波动器，使电子在经过波动器时波动，并在电子束方向向前发射X射线。根据本专利技术另一特征，系统应用方法的特征在于，通过改变交替磁铁的周期和它们的功率改变X射线的谱范围。本专利技术还涉及系统应用方法，其特征在于使用该系统产生高频伽玛射线束。根据本专利技术另一特征，该系统应用方法的特征在于，通过从强激光脉冲与高频高密度如密度约为IO19原子/cm3的气体射流的互相作用产生的等离子体得到的高频电子束的转换产生高频伽玛射线束。根据本专利技术另一特征，系统应用方法的特征在于，使强激光脉冲在气体射流中聚焦，并使用焦距适于喷射流体长度的光学聚焦，使激光在其中没有光丝地均匀传播。根据本专利技术另一特征，系统应用方法的特征在于，使电子束撞击活动转换器，以发射由于电子与转换器的原子碰撞而减速所产生的伽玛射线。根据本专利技术另一特征，系统应用方法的特征在于，使用双极磁铁装置使电子偏移，因此得到高频伽玛射线束。本专利技术还涉及系统应用方法，其特征在于，系统用于借助喷射流体实现强激光脉冲的时间清洗。根据本专利技术一特征，该方法的特征在于，要清洗的激光脉冲入射到对激光波长的超临界密度的喷射流体上，使脉冲的干扰光不产生等离子击穿，因此对该光是半透明的，并且只有被喷射流体反射的激光脉冲的有效部分产生击穿，因此该部分被喷射流体反射。本专利技术还涉及系统应用方法，其特征在于，使用该系统实现激光脉冲的时间和空间压缩。根据本专利技术一特征，该方法的特征在于，待压缩的强激光脉冲在高频和高密度气体射流中聚焦，如密度约为IO19原子/cm3，使脉冲谱的短波长在长波长前到达等离子体，使得短波长在等离子体中的传播较慢，导致脉冲随时间重新压缩。【附图说明】参照下面表示本专利技术实施例的附图进行的描述，将更好地了解本专利技术和它的其它目的、细节和优点，附图如下:图1是本专利技术的装置的示意图；图2A和2B分别是图1的装置的电磁阀和喷嘴的整体透视图和轴向剖面图；图3A和3B是可以用在图1设备中的另一版本的电磁阀的两个示意性轴向剖面图，用于解释该电磁阀的运行原理；图4A、4B、4C是根据本专利技术的喷嘴的三个视图，图4A是俯视图，图4B是沿图4A中线IV-1V截取的轴向剖面图，图4C是图4B圆圈处的放大细节图；图5以曲线形式表示流体喷射密度D随加压器产生的压力变化；图6以曲线形式表示流体密度D随半径R的变化；图7是表示本专利技术第一应用的示意图，其用于在激光方向产生窄谱高频离子束，并在与激光垂直的方向发射宽谱高频离子；图8是表示本专利技术第二应用的示意图，其可以产生高频X射线束；图9是表示本专利技术第三应用的示意图，其可以用于产生高频伽玛射线束；图10是表示本专利技术另一应用的示意图，可以空间清洗强激光脉冲。【具体实施方式】图1作为例子表示通过毫米或亚毫米的高频(high rate)、高密度(可以大于IO19并高达IO21原子/Cm3甚至更高)喷射流体的相互作用产生等离子的装置。该系统主要包括流体源1，该流体例如为气体(如，氦)或液体(如，水)，该流体被传送给加压器2，加压器2继而将高度压缩的流体传送给装置4，用于产生由箭头F表示的脉冲式喷射流体，该喷射流体由一系列持续几微秒并且具有上述大于IO19原子/cm3的密度的脉冲形成。发生装置4包括电磁阀5，它的活动件的惯性非常小，因此反应时间非常短。例如，电磁阀的打开和关闭可以在3微秒内完成，即频率约为300Hz。电磁阀由电动控制装置6控制，下面将更详细地描述。喷嘴7通过适配器8安装在电磁阀的出口，适配器8例如旋拧在电磁阀的出口上。发生装置4封闭在密封室9中，在密封室9中借助非常高速的泵10产生例如10_7bar的真空，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生高原子密度喷射流体的方法，其特征在于，所述方法包括借助在约400bar或更高压力下的高压快速电磁阀（5）和所述电磁阀之后的安装在所述电磁阀的出口的喷嘴（7）产生亚毫米尺寸并且原子密度大于1020cm‑3的脉冲喷射流体（F）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.09 FR 11550561.一种用于产生高原子密度喷射流体的方法，其特征在于，所述方法包括借助在约400bar或更高压力下的高压快速电磁阀(5)和所述电磁阀之后的安装在所述电磁阀的出口的喷嘴(7)产生亚毫米尺寸并且原子密度大于102°cm_3的脉冲喷射流体(F)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷射流体的原子密度值为IO21cnT3或更大。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，流体为气体，如氦。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，流体是双相的，如聚合射流。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，流体为液体，如水。6.一种应用权利要求1至5其中一项所述的方法产生高原子密度喷射流体的装置，其特征在于，所述装置包括带压流体源(1、2)、迅速打开和关闭穿过电磁阀的流体通道(16)的约400bar或更高压力的高压电磁阀(5)、和能够使所述电磁阀(5)产生的亚毫米尺寸的脉冲喷射流体加速和调整构成的喷嘴(7 )。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电磁阀(5)包括螺线管(18)和迅速打开和关闭穿过所述电磁阀的流体通道(16)的活动件，所述活动件可以在所述螺线管产生的磁场作用下垂直于所述通道移动至打开所述通道的位置，并在带压流体的作用下返回关闭所述通道的位置。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述通道(16)周围的间隙(20)在所述活动件(24)处具有不对称性，因此产生方向与所述通道垂直的磁场分量，并且该分量用于使所述活动件(24)向其打开通道(16)的位置移动。9.一种用于产生等离子体的方法，其特征在于，使用根据权利要求1至8其中之一得到的喷射流体，并且使方向与所述喷射流体的方向垂直的激光束(L)在真空密封室(9)内作用在从喷嘴(7)出来的喷射流体(F)上。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，产生高原子密度的脉冲喷射流体，但其宽度足够小，使得可以用使用非常高速的泵如涡轮-分子泵在密封室(9)内产生真空。11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在所述密封室(9)内产生约10_7bar的真空。12.一种用于实施根据权利要求9至11其中之一所述的方法的等离子体发生系统，其特征在于，所述系统包括带压流体源、根据权利要求6或7产生压力约为400bar或更高压力的喷射流体的装置(4)、亚毫米尺寸的喷嘴、在所述喷嘴(7)的出口作用在喷射流体(F)上的激光束(L)、真空密封室(9)，所述装置位于密封室(9)中，并且激光(L)在其中撞击喷射流体(F)，并且该系统包括在所述密封室(9)内产生真空的非常高速的泵(10)，如涡轮-分子泵。13.一种应用根据权利要求12所述的系统的方法，其特征在于，所述系统用于在激光方向产生窄谱离子束(59)，其中所有离子近似具有相同能量并且是高频的，并且向与激光垂直的方向发射高频宽谱离子(55)。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：索里巴·弗朗齐歇克·西拉，维克托·阿曼德·马尔卡，亚历山德罗·费德里科·弗拉戈，迈纳·伊万诺瓦·韦尔切瓦，苏巴亨多·卡哈利，
申请(专利权)人：巴黎综合理工学院，
类型：发明
国别省市：法国;FR