一种球面高能透射晶体成像器及制造方法技术

本发明专利技术公开一种球面高能透射晶体成像器及制造方法，该球面高能透射晶体成像器包括金属壳体和晶体薄片，金属壳体和晶体薄片均为球冠状，且晶体薄片的凸球面侧与金属壳体的凹球面侧相贴合，金属壳体上有多条中心对称分布的狭缝；该球面高能透射晶体成像器采用透射的方式，能够以较小的入射角度来获取高能X射线聚焦图像，多条中心对称分布的狭缝能对X射线实现全方位成像，通过调节狭缝的宽度，可以对不同尺寸的物体进行成像。同尺寸的物体进行成像。同尺寸的物体进行成像。

【技术实现步骤摘要】
一种球面高能透射晶体成像器及制造方法


[0001]本专利技术涉及X射线成像领域，具体为一种球面高能透射晶体成像器及制造方法。

技术介绍

[0002]惯性约束核聚变(Inertial Confinement Fusion，ICF)是把强激光(或粒子束)等指向性强的能量(驱动核聚变的能量，也称驱动器)均匀辐照氖氖等热核燃料组成的微型靶丸，在极短的时间内靶丸表面会发生电离和消融，形成包围靶心的高温等离子体。等离子体向外爆炸膨胀，根据动量守恒定理，将形成一个极大的向心的反作用压力，这个压力相当于地球上大气压力的十亿倍。在如此巨大的压力作用下，氘氚等离子体被压缩到极高的温度和极高的密度，引起氘氚燃料的核聚变反应。
[0003]在惯性约束核聚变反应过程中，X射线发射与中子是压缩的芯子条件的仅有的可观测的特征信号。目前X射线诊断是ICF诊断的主要手段，它相对于其他方法有两方面的优越性：一、采用等离子体自身的X射线发射作为诊断的依据，不会对被测等离子体产生干扰；二、X射线光谱的发射强度和等离子体的离化状态、能级分布等具有直接的关系。
[0004]目前，高温等离子体诊断方法主要有KB显微成像诊断技术和针孔相机成像诊断技术。其中，KB显微镜的分辨能力受到其反射面镜面形精度和反射镜调节精度的影响，反射面型加工精度已经是达到了目前加工的最高水平，要再有所突破非常困难，而且成本增加非常大。且KB显微镜一般应用于低于10keV的X射线成像。
[0005]而针孔相机对于较小的针孔直径、低于3keV～5keV的X射线，衍射限制分辨率。对于较高的光子能量必须使用较厚的挡板，大于针孔直径，在针孔相机的准直过程中产生明显的困难。使用针孔的物距是0～1cm，欲使一种结构如此靠近靶体，而不影响另一个诊断方向上的设备，在机械结构上是困难的。此外靶在高功率激光束辐照下，又在这么近的距离上，针孔很可能被低能X射线发射和等离子体碎片严重损伤而无法工作。
[0006]因此，在惯性约束聚变反应实验研究中，需要一种能够在高能X射线(可以应用于超过10keV的硬X射线)范围直接成像的器具，机械结构简单，无需高加工精度，操作简便，同时能够实现高能X射线的直接成像，能够实现记录和分析高能态的压缩靶丸等离子体光谱或图像信息，从而达到对压缩区域等离子体电子温度、电子密度、离化度、离化分布等物质状态参数的检测的目的。

技术实现思路

[0007]本专利技术公开了一种球面高能透射晶体成像器及制造方法，其目的在于在惯性约束聚变反应实验研究中，设置一种能够在高能X射线(硬X射线)范围直接成像的器具和方法，机械结构简单，操作步骤简便，同时能够实现高能X射线的直接成像，能够实现记录和分析高能态的压缩靶丸等离子体光谱或图像信息，从而对压缩区域等离子体电子温度、电子密度、离化度、离化分布等物质状态参数的检测。
[0008]同时本专利技术公开的一种球面高能透射晶体成像器及制造方法还适用于物体的成
像，对物体内部的缺陷进行识别。
[0009]一种球面高能透射晶体成像器，包括金属壳体(2)和晶体薄片(4)，金属壳体(2)和晶体薄片(4)均为球冠状，且晶体薄片(4)的凸球面侧与金属壳体(2)的凹球面侧相贴合，金属壳体(2)上有多条中心对称分布的狭缝(3)。
[0010]优选的，金属壳体(2)的球冠面半径(R)与晶体薄片(4)的球冠面半径(R)相配合，球冠面半径(R)的取值范围是200～1000mm。
[0011]优选的，所述多条中心对称分布的狭缝(3)的内侧弧长N相等，狭缝(3)宽度(D)为5～20mm。
[0012]优选的，晶体薄片(4)的厚度为0.08～0.1mm。
[0013]优选的，晶体薄片(4)的材质为石英、云母、硅、锗等晶体的其中一种。
[0014]优选的，金属壳体(2)的材质为铝合金或不锈钢。
[0015]本专利技术还公开了一种球面高能透射晶体成像器的制造方法，制造如上所述的球面高能透射晶体成像器，包括以下步骤：
[0016]步骤1：制作球冠状的晶体薄片(4)；
[0017]步骤2：制作球冠状的金属壳体(2)，令金属壳体(2)的球冠面半径(R)与晶体薄片(4)的球冠面半径(R)相配合；
[0018]步骤3：在金属壳体(2)上设置多条中心对称分布的狭缝(3)，各狭缝(3)的内侧弧长(N)相等；
[0019]步骤4：将金属壳体(2)的凹球面与晶体薄片(4)的凸球面贴合固定在一起，并使其球冠面中心重叠。
[0020]优选的，晶体薄片(4)和金属壳体(2)的球冠面半径(R)范围是200～1000mm；晶体薄片(4)的厚度为0.08～0.1mm，材质为石英、云母、硅、锗等晶体的其中一种；金属壳体(2)的材质为铝合金或不锈钢。
[0021]优选的，狭缝(3)的宽度(D)取值范围为5～20mm。
[0022]优选的，金属壳体(2)的凹球面与晶体薄片(4)的凸球面的贴合固定方式为胶粘。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024]1、球面高能透射晶体成像器采用透射的方式，能够以较小的入射角度来获取高能X射线聚焦图像；
[0025]2、本专利技术设置多条中心对称分布的狭缝3的目的在于，针对X射线不同的出射方向，球面高能透射晶体成像器1均可以有效成像，打破了X射线出射方向布设的局限性，实现了X射线的全方位成像；
[0026]3、本专利技术在应用于物体的X射线成像时，通过调节狭缝的加工宽度，可以对不同尺寸的物体进行成像。
[0027]4、本专利技术在应用于惯性约束聚变反应实验研究中，具有机械结构简单，无需高加工精度，操作步骤简便，同时能够实现高能X射线的直接成像的优点。
附图说明
[0028]为了使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：
[0029]图1为本专利技术的球面高能透射晶体成像器凸球面侧结构示意图；
[0030]图2为本专利技术的球面高能透射晶体成像器凹球面侧结构示意图；
[0031]图3为本专利技术的球面高能透射晶体成像器正视图；
[0032]图4为本专利技术的球面高能透射晶体成像器A
‑
A剖面示意图；
[0033]图5为本专利技术的应用于物体成像时的原理示意图；
[0034]图6为本专利技术的应用于惯性约束核聚变反应时成像的原理示意图；
[0035]附图标记说明：1、球面高能透射晶体成像器；2、金属壳体；3、狭缝；4、晶体薄片；5、X射线发射源；6、成像对象物体；7、像；8、球面圆心。
具体实施方式
[0036]为了更好地了解本专利技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本专利技术一种球面高能透射晶体成像器及制造方法做进一步详细的描述。
[0037]本专利技术的目的为设置一种能够在高能X射线(可以应用于超过10keV的硬X射线)范围直接成像的器具和方法，机械结构简单，操作步骤简便，能够实现高能X射线的直接成像，能够实现记本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球面高能透射晶体成像器，其特征在于，球面高能透射晶体成像器(1)包括金属壳体(2)和晶体薄片(4)，金属壳体(2)和晶体薄片(4)均为球冠状，且晶体薄片(4)的凸球面侧与金属壳体(2)的凹球面侧相贴合，金属壳体(2)上有多条中心对称分布的狭缝(3)。2.根据权利要求1所述的一种球面高能透射晶体成像器，其特征在于，金属壳体(2)的球冠面半径(R)与晶体薄片(4)的球冠面半径(R)相配合，球冠面半径(R)的取值范围是200～1000mm。3.根据权利要求2所述的一种球面高能透射晶体成像器，其特征在于，所述多条中心对称分布的狭缝(3)的内侧弧长N相等，狭缝(3)宽度(D)为5～20mm。4.根据权利要求3所述的一种球面高能透射晶体成像器，其特征在于，晶体薄片(4)的厚度为0.08～0.1mm。5.根据权利要求4所述的一种球面高能透射晶体成像器，其特征在于，晶体薄片(4)的材质为石英、云母、硅、锗等晶体的其中一种。6.根据权利要求5所述的一种球面高能透射晶体成像器，其特征在于，金属壳体(2)的材质为铝合金或不锈钢。7.一种球面高能透射晶体成像器的制造方...

【专利技术属性】
技术研发人员：施军，赵雨鑫，王拂晓，肖沙里，钱家渝，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：