利用离子分离抑制黑腔辐射源腔壁等离子体膨胀的方法技术

本发明专利技术涉及高能量密度物理技术领域，具体公开了一种利用离子分离抑制黑腔辐射源腔壁等离子体膨胀的方法，包括如下步骤：以高Z元素和低Z元素混合的固体复合材料构造黑腔辐射源的腔壁，腔壁包括激光X光转换层和离子分离层；向黑腔的腔室内部内充入碳氢气体并使气压小于等于0.3倍大气压；采用1ns～30ns脉宽的激光驱动黑腔形成冕区等离子体膨胀受限的辐射源。本发明专利技术所公开的方法，在同等充气压力的情况下，复合材料离子分离方法对冕区膨胀的抑制效果更好；减小了激光等离子体相互作用产生的能量亏损、提高激光与黑腔的能量耦合效率更高。提高激光与黑腔的能量耦合效率更高。提高激光与黑腔的能量耦合效率更高。

【技术实现步骤摘要】
利用离子分离抑制黑腔辐射源腔壁等离子体膨胀的方法


[0001]本专利技术涉及高能量密度物理
，涉及为惯性约束聚变等各种高能量密度物理研究提供高性能黑腔辐射源。针对激光驱动黑腔辐射源腔壁冕区等离子体过度膨胀影响辐射场强度及均匀性的问题，具体公开了一种利用离子分离抑制黑腔辐射源腔壁等离子体膨胀的方法。

技术介绍

[0002]激光驱动的黑腔辐射源，能将纳秒尺度高功率激光在高Z材料制作的腔体内转换成极强的X光辐射场。理想的黑腔源要求转换效率高、能谱干净、分布均匀，但现有黑腔的实际性能和品质均达不到理想设计指标，并因此无法完全满足各项应用需求。当前黑腔辐射源的一个重要问题在于腔壁冕区等离子体的过度膨胀。激光辐射黑腔内壁，腔壁很快被电离成等离子体，其高温低密度部分被称为冕区等离子体。冕区面向腔内的膨胀会敏感改变辐射场性能，进而显著影响其在各种应用中的效果。如在惯性约束聚变中，外环激光产生的冕区等离子体在膨胀时容易进入到内环激光通道中，引起内环激光传输受阻、内环通道激光等离子体相互作用过程改变、内外环束间能量转移变化等问题，从而导致黑腔能量耦合效率下降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用离子分离抑制黑腔辐射源腔壁等离子体膨胀的方法，应用于黑腔辐射源的腔壁和腔室，其特征在于，包括：以高Z元素和低Z元素混合的固体复合材料构造黑腔辐射源的腔壁，腔壁包括激光X光转换层和离子分离层；且离子分离的复合涂层厚度大于等于300nm；向黑腔的腔室内部内充入碳氢气体并使气压小于等于0.3倍大气压；采用1ns～30ns脉宽的激光驱动黑腔形成冕区等离子体膨胀受限的辐射源。2.根据权利要求1所述的利用离子分离抑制黑腔辐射源腔壁等离子体膨胀的方法，其特征在于：所述的固体复合材料包括金硼合金涂层的纯金，其中以Au作为激光X光转换层，以AuB作为离子分离层。3.根据权利要求1或2所述的利用离子分离抑制黑腔辐射源腔壁等离子体膨胀的方法，其特征在于：所述的固体复合材料包括氮化铀涂层的贫铀，其中DU为激光X光转换层，UN为离子分离层。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮，李琦，潘凯强，刘耀远，赵航，龚韬，李志超，孙传奎，谢旭飞，杨冬，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：