X線フレームカメラによる軽イオンビーム・ターゲット爆縮過程の高時間分解計測

使用 X 射线帧相机对轻离子束目标内爆过程进行高时间分辨测量

基本信息

批准号：
62055011
负责人：
八井浄
金额：
$ 3.2万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Fusion Research
财政年份：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

我が国最大の出力定格を持つ本学設置の大強度パルス軽イオンビーム発生装置"ETIGOーII"(3MV,460kA,1.4TW,50ns,73kJ)を用いて, 1.〜TW/cm^2程度の高電力密度を達成し, 2.これによりイオンビーム・ターゲット相互作用実験の高時間分解計測技術の確立を目的として実験を行った.1.イオンビームの高電力密度化"プラズマ・フォーカス・ダイオード"(PED)と命名した全く新しい自己磁場絶縁型のダイオードを開発し, これを用いて極めて高い電力密度を達成した. これは, ダイオード電流によって自己磁場を生成して電子を磁気的に絶縁するものである. ラザフォード散乱ピンホールカメラを用いて計測したイオンビームの空間的プロファイルから, ビームエネルギー〜1.4MeVの時, (1)イオンビームが〜0.36mm(直径)に収束していること, (2)電力密度は〜0.2TW/cm^2に達すること(国内最大値), 等が判明した. 比較的低エネルギーで, この様にイオンビームの大電力密度が達成されたのは極めて意義深い成果であると自負している.2.高時間分解X線フレームカメラの開発MCPーII(Microchannel PlateーImage intensifier)とイメージファイバーを組み合わせて, 全く新しい高時間分解X線ピンホールカメラを開発した. これは, ビームをターゲットに照射したとき発生する内殼励起軟X線をプラスチックシンチレーターを経て光学像に変換し, イメージガイドを通してMCPーIIへ伝送し, ここで増倍してカメラで撮影するものである. 本装置の特色は, (1)イメージファイバーを使用したので, ピンホールカメラ部と撮影部が分離出来, 制動硬X線の影響が低減され, 2)MCPーIIを短パルス駆動することによって〜10nsの高時間分解能が得られたことである. 本システムにより上記PFDからの高収束イオンビームをアルミニウムに照射した時に生成されるK_a線を計測し, 明瞭なX線像を得た.

使用本校设置的日本最高输出额定值的高强度脉冲光离子束发生器“ETIGO-II”（3MV、460kA、1.4TW、50ns、73kJ），实现了功率密度， 2. 通过此实验，我们进行了旨在建立离子束-靶相互作用实验的高时间分辨率测量技术的实验。 1. 离子束的高功率密度我们开发了一种新型自磁场隔离型二极管并实现了这一目标。使用它的功率密度极高，这利用二极管电流产生自磁场来磁隔离电子。从使用卢瑟福散射针孔相机测量的离子束的空间轮廓来看，当束能量为~1.4 MeV时，（1）离子束会聚至~0.36 mm（直径），并且（2）功率密度为。发现能耗达到~0.2TW/cm^2（日本最高值）等，是比较低的能耗，我们感到自豪的是，实现如此高的离子束功率密度是一项极其重大的成就。 2. 开发高时间分辨X射线帧相机MCP-II（微通道板图像增强器）和图像通过结合。我们开发了一种全新的高时间分辨 X 射线针孔相机，它将光束照射到目标上时产生的内壳激发软 X 射线通过塑料闪烁体转换为光学图像。图像通过图像导板传输到 MCP-II，在 MCP-II 中进行倍增并由相机拍摄。该设备的特点是： (1) 由于使用图像光纤，因此针孔相机部分和拍摄部分可以被分离，减少了制动硬X射线的影响，2）通过短脉冲驱动MCP-II获得了~10 ns的高时间分辨率。使用该系统，我们测量了用上述PFD的高聚焦离子束照射铝时产生的K_a射线，并获得了清晰的X射线图像。