2-12 内爆聚变产额测量

陈家斌 郑志坚 丁永坤 熊 勇 刘红杰 陈 铭 温天舒

　　在神光II激光装置上进行了辐射驱动内爆实验，用一套BF₃阵列、一个传统的塑料闪烁探测器和一个超快猝灭塑料闪烁探测器测量了大范围的DT内爆中子产额10^5~10⁸。当氘氚中子产额超过5´10⁷时，超快猝灭塑料闪烁探测器还可以给出聚变燃料离子温度。神光II上辐射驱动DT靶丸典型的中子产额和燃料离子温度约为10⁷keV和2~3 keV。

　　在激光驱动内爆靶中，聚变燃料离子温度T_i、氘氚中子飞行时间谱半宽度和中子飞行距离L之间的关系为T_i=68(Dt²/L²)，式中，Dt，L和T_i的单位为ns，m和keV。如果得到了中子飞行时间谱V(t)，推出T_i。同时，塑料闪烁探测器收集到的电荷量为Q=ò[V(t)/R]dt，式中，R是示波器输入阻抗。如果探测器的DT中子灵敏度为S，那么内爆氘氚中子产额为Y_n= (Q/S)× W^-1，式中，W为探测器对源所张的立体角份额。

　　当中子产额很低时，用BF₃阵列测量中子产额。进入阵列的中子首先被热化，然后发生如下反应 ¹⁰B+n®a+⁷Li，a 和 ⁷Li 被收集，然后导出中子产额。图1和图2分别是超快猝灭探测器和BF₃阵列典型的测量结果。