2-13 金柱腔靶M带X光发射实验

黄天暄 丁永坤 彭能龄 黄翼翔 汤晓青 胡 昕

　　在目前辐射温度不到200eV的黑腔靶内，金等离子体发射的M带X光（2~4keV）成分的吸收和再发射机制与处于亚仟能区的N带（0.4~0.8keV）和O带（0.2~0.3keV）X光有很大区别。在ICF辐射驱动内爆压缩实验中，金M带X光是预热内爆靶丸和影响辐照均匀性的重要因素。因此，设计金缝靶和半腔靶实验，测量M带X光辐射在柱腔轴向和径向上的时空行为。利用封底小孔半腔靶模拟测量内爆靶丸附近的M带角分布和总量。实验结果有助于加深对黑腔物理图像的理解，并为内爆实验设计提供实验依据。

　　实验在神光Ⅱ三倍频激光装置上完成，图1为诊断示意图。单束激光打靶能量约250J，脉宽约1ns，离焦量400μm。主要靶参数：缝靶f 800μm，腔长1400μm，壁厚20μm，入射口f 380μm，缝口300μm×1400μm；半腔靶f 800μm×800μm。

　　采用5μm厚的Ti滤片+Cr阴极的XRD构成对金M带能区选通的探测器。通过一组该类探测器测量半腔靶漏口出射的X光M带角分布，并获得M带X光泄漏总量。利用5μm厚的Ti滤片+针孔（或狭缝）+X光条纹相机（LXSC），分别从缝靶开口和半腔靶泄漏口法线方向观测M带X光辐射区沿轴向和径向的时空行为。对径向X光辐射的时空分辨测量采用两种方向（见图1），即激光直接加热区方向和纯辐射加热区方向。在封底半腔实验中，通过在半腔底部开小孔的方式模拟测量内爆靶丸附近的M带X光角分布和总量。

　　图2给出从缝靶开口观测到的M带X光辐射区沿柱腔z轴的时空行为。图3给出从半腔靶泄漏口法线方向观测到的M带X光辐射沿径向的时空分辨图像。图4为半腔靶漏口出射的M带X光角分布。

　　结合图2和图3可以推断，在腔靶内M带X光辐射的发射区域基本位于激光焦斑处。由于等离子体的聚心和缩腔效应，在激光脉冲持续期间沿半径向里、沿z轴向外有一定位移。图4给出的角分布测量结果与此相符，由于视角的因素，在大角度方向M带能流衰减很快（相对朗伯体的余弦分布），而在激光入射面内（45°经线）的M带能流相对0°经线方向的较大。其中，shot136为普通半腔靶，shot135为封底半腔，开了一个f 200mm的小孔模拟测量内爆靶丸附近的M带X光角分布和总量。实验结果表明，靶丸等效小孔接受到的M带X光能量小于0.5J，约占半腔靶漏口的1/20。