2-38 散射激光及M带X光辐照到靶球上的能量份额估计

朱森昌 张家泰 刘占军 吴畅书

　　在神光II腔靶三倍频激光照射条件下，如何设计柱型腔的大小，提高腔的辐射温度，改善辐射场的均匀性和干净性，最终提高D-T小球的压缩度和中子产额，是我们追求的目标。2002年进行了半腔靶分解实验，研究黑腔辐射环境对内爆靶丸的影响。其中，用凹面镜分别测量了不封底半靶放小球与不封底半靶也不放小球时的泄漏激光能量，推算出靶球挡掉激光能量为33J。为了研究M带X光对靶球的辐照影响，实验测量了M带X光对靶底小孔的泄漏。测量结果表明，M带光辐射对靶底f 200mm小孔的泄漏量约为1J。为与上述神光II半靶实验的测量结果进行比较，结合实验条件进行了数值模拟和理论估算。

　　利用LACT程序对散射激光辐照到靶球上的能量份额及能量沉积分布进行理论计算与分析。该程序把M.C.方法和几何光路追踪法结合起来，计算腔靶吸收和散射激光的角分布。计算模型采用实际半腔靶结构，端面放靶球。三倍频激光从一端以45° 入射，能量1kJ。

　　理论计算和实验测量结果比较由表1所示（数据归一到能量为1J）。

表 1 理论计算与实验测量结果比较

　　理论和实验结果大致相当。从计算得到的靶球能量沉积角分布可以看到，能量沉积峰值位置处在极向角90° 附近。这是由于计算中假定临界面保持不动的结果。如果考虑临界面向靶的轴向移动，激光在靶球上能量沉积的峰值位置将向极向角大于90° 方向移动。

　　利用HEPT程序（三维M.C.粒子输运程序），对靶壁能量为2.5keV的光辐射对靶底小孔的泄漏进行了估计。计算模型采用实际半腔靶结构，封底有f 200mm小孔。源粒子是光子，其初始状态量：空间位置分布为部分圆柱壳面源；角度分布分3种情况：均匀分布、余弦分布和实验测量角分布，能量泄漏概率分别为0.011，0.016，0.014，能量分布为2.5keV单能源。

　　在神光II装置1kJ三倍频激光45° 斜入射条件下, 腔靶吸收转换效率为50%~60%。如果M带光辐射占20%~30%，则M带X光能量为100~200J。理论计算得到：对封底开小孔的情况，能量泄漏概率为1%~1.5%，则小孔外泄漏的光子能量为1~3J。