CN105204059B - 一种局部区域软x射线辐射流定量测量装置与测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种局部区域软X射线辐射流定量测量装置与测量方法，其特征在于，包括针孔、X射线成像板、平响应X射线探测器、示波器，所述针孔位于最前端，所述X射线成像板位于针孔与平响应X射线探测器之间，所述X射线成像板上有孔，孔的面积不大于平响应X射线探测器阴极，所述平响应X射线探测器阴极对准X射线成像板上的孔，所述示波器通过电缆与平响应X射线探测器连接。从而避免缩孔影响，实现不同区域X射线辐射流的测量。
Description
技术领域
本发明属于软X射线辐射流定量测量领域，具体涉及一种局部区域软X射线辐射流定量测量装置与测量方法。
背景技术
在惯性约束聚变领域，黑腔物理、辐射输运、辐射烧蚀、辐射不透明度以及内爆动力学，都需要进行软X射线辐射流的定量测量。目前，常用的0.1 keV-5.0 keV能量范围的软X射线辐射流量定量测量，一般采用X射线二极管阵列组成的多通道软X光能谱仪、复合滤片配合金阴极X射线二极管的平响应XRD探测器两种装置与方法。上述装置中使用的X射线二极管、滤片、平面镜，要在在同步辐射束线上完成标定。尽管这些方法与装置在X射线辐射流测量中可实现高精度的定量测量，能满足研究需要，但是存在以下缺点：（1）无法测量不同区域的辐射流。传统的软X射线辐射流测量方法与装置观测的是整个靶区域，测量的是总体的辐射流，无法测量1mm量级的X射线辐射区域内的细致区别，无法测量激光光斑区与非光斑区的辐射流差异。（2）避免缩孔影响困难。激光打靶时，激光注入孔和诊断孔会出现缩孔，导致注入孔和诊断孔面积发生变化；依赖于激光注入孔或者诊断孔面积的传统测量方法与装置就会出现偏差。偏差可以依据针孔相机测量结果进行修正，但增加了测量难度。
发明内容
本发明针对上述软X射线辐射流定量测量中存在的无法测量不同区域的辐射流、避免缩孔影像困难的问题，提出了一种测量局部区域辐射流、能避免缩孔影响的局部区域X射线辐射流定量测量方法与装置，以实现惯性约束聚变领域，黑腔物理、辐射输运、辐射烧蚀、辐射不透明度以及内爆动力学的软X射线辐射流定量测量。
本发明涉及一种局部区域软X射线辐射流定量测量装置，包括针孔、X射线成像板、平响应X射线探测器、示波器，所述针孔位于最前端，所述X射线成像板位于针孔与平响应X射线探测器之间，所述X射线成像板上有孔，孔的面积不大于平响应X射线探测器阴极，所述平响应X射线探测器阴极对准X射线成像板上的孔，所述示波器通过电缆与平响应X射线探测器连接。
根据本发明的优选实施例，针孔中心、X射线成像板孔中心、平响应X射线探测器中心位于一条直线上。
根据本发明的优选实施例，X射线成像板后设置光阑，光阑与X射线成像板间距为0。
根据本发明的优选实施例，X射线成像板上的孔与限孔均为直径为2 mm的圆孔。
根据本发明的优选实施例，平响应XRD探测器测量能区为0.1eV~5KeV。
同时本发明的技术方案还公开了局部区域软X射线辐射流定量测量方法，包括以下步骤：
1）放置并调节局部区域软X射线辐射流定量测量装置，使靶点、针孔、成像板孔、限孔、平响应XRD探测器中心位于一条直线上；
2）靶点发射的X射线经过针孔成像在X射线成像板上；
3）根据X射线成像板成像与成像板孔的位置关系，孔所对应的区域就是平响应X射线探测器的测量区域；
4）X射线二极管信号通过电缆传输至示波器，获得电压信号；
5）根据公式，其中：为辐射流，为信号衰减倍数，为示波器阻抗，为平响应X射线探测器响应函数，为X射线成像板的孔对应的立体角，计算得到区域辐射流随时间变化结果。
6）移动X射线成像板，使成像板孔的孔选定X射线成像的不同位置，重复步骤2、3、4、5测量不同区域的X射线辐射流。
本发明的技术效果是：（1）针对黑腔靶，局部区域辐射流诊断装置具有小视场且可对X光成像，瞄准光斑区与非光斑区，可测量两个区域的辐射流，得到光斑区与光斑区辐射流对比结果；（2）应用局部区域辐射流诊断方法，对于激光注入孔缩孔现象，可以调节视场范围来避免观测该区域，不需要利用针孔相机测量结果进一步修正，可以得到更准确的辐射流测量结果。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例所述的局部区域软X射线辐射流定量测量装置的结构示意图；
图中：1.针孔 2.X射线成像板 3.平响应X射线探测器 4.示波器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于规定本发明。
如图1所示，一种局部区域软X射线辐射流定量测量装置，包括针孔1、X射线成像板2、平响应X射线探测器3、示波器4，针孔1位于最前端，X射线成像板2位于针孔1后方，X射线成像板2中心有直径为2mm的圆孔，测量能区0.1eV~5KeV的平响应X射线探测器3位于X射线成像板2后方，电缆连接平响应X射线探测器3信号输出端与示波器4。
以激光聚变间接驱动黑腔靶光斑区与非光斑区辐射流诊断实验为例，局部区域软X射线辐射流定量测量包括以下步骤：
1）放置并调节局部区域软X射线辐射流定量测量装置，使装置中心轴线通过黑腔靶注入孔、针孔、X射线成像板孔、平响应X射线探测器中心，靶到针孔的距离与针孔到成像板的距离比值为1:10；
2）激光打靶发射的X光经过针孔在X射线成像板上成放大10倍的像；
3）根据成像板X光图像与X射线成像板圆孔位置关系，圆孔对应的区域就是平响应X射线二极管的测量区域；
4）调节X射线成像板直径2mm圆孔位置，使圆孔对应的区域完全落入非光斑区；
5）激光打靶发射的X射线经过针孔在成像板上成放大10倍的像，通过成像板圆孔的X射线，照射至平响应X射线探测器产生电信号，信号经过电缆传输至示波器，获得电压信号；
6）根据公式，其中：为辐射流，为衰减倍数，为示波器阻抗，为平响应探测器响应函数，为光阑对应的立体角，计算得到非光斑区域辐射流随时间变化结果；
7）移动X射线成像板，使圆孔选定光斑位置，重复步骤5、6、可测量光斑区域的X射线辐射流随时间变化结果。
最后说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人而言，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分特征等同替换，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种局部区域软X射线辐射流定量测量装置，其特征在于，包括针孔、X射线成像板、平响应X射线探测器、示波器，所述针孔位于最前端，所述X射线成像板位于针孔与平响应X射线探测器之间，所述X射线成像板上有孔，孔的面积不大于平响应X射线探测器阴极，所述平响应X射线探测器阴极对准X射线成像板上的孔，所述示波器通过电缆与平响应X射线探测器连接。
2.根据权利要求1所述的局部区域软X射线辐射流定量测量装置，其特征在于，所述针孔中心、X射线成像板孔中心、平响应X射线探测器中心位于一条直线上。
3.局部区域软X射线辐射流定量测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）放置并调节局部区域软X射线辐射流定量测量装置，使靶点、针孔、成像板孔、平响应X射线探测器中心位于一条直线上；
2）靶点发射的X射线经过针孔成像在X射线成像板上；
3）根据X射线成像板成像与成像板孔的位置关系，孔所对应的区域就是平响应X射线探测器的测量区域；
4）平响应X射线探测器信号通过电缆传输至示波器，获得电压信号V(T)；
5）根据公式dest_path_image001，其中：807507dest_path_image002为辐射流，dest_path_image003为信号衰减倍数，786964dest_path_image004为示波器阻抗，dest_path_image005
为平响应X射线探测器响应函数，566701dest_path_image006为X射线成像板的孔对应的立体角，计算得到区域辐射
流随时间变化结果；
6）移动X射线成像板，使成像板孔的孔选定X射线成像的不同位置，重复步骤2）、3）、4）、5）测量不同区域的X射线辐射流。
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