CH摻Si-Ge輻射燒蝕特性研究.pdf

1、在間接驅(qū)動慣性約束聚變中，激光燒蝕金腔壁產(chǎn)生X射線輻射，其中包括軟X射線(0～2keV)和M帶X射線(2～4keV)。軟X射線射程短，主要被燃料層外面的燒蝕層所吸收。而M帶X射線由于其平均自由程較長，可傳輸更遠的距離，因此能在沖擊波到達之前將燃料層預(yù)熱。預(yù)熱會降低靶丸的可壓縮性，對實現(xiàn)點火不利。
　　為了抑制預(yù)熱，可以有兩種途徑，一是降低輻射源中M帶X射線所占的份額，其二是在燒蝕層中摻雜中高Z元素以抑制M帶X射線的傳輸。本論文的主

2、要工作都是圍繞第二種途徑來開展的。通過在CH層中摻雜Si和Ge可以起到抑制預(yù)熱的作用，但同時，也會對內(nèi)爆速度、RT不穩(wěn)定性以及混合等產(chǎn)生不利影響。通過模擬及實驗我們對摻雜燒蝕做了以下三方面的研究:
　　首先，我們通過Multi-1D模擬研究CH中透射能流與預(yù)熱的關(guān)系。我們將預(yù)熱分為兩個過程:一是輻射源X射線穿透燒蝕層，形成透射能流，這可以看做是燒蝕層材料對輻射源譜的改造;第二，透射能流對燃料的預(yù)熱。通過模擬研究對比薄靶的透射能流與

3、厚靶的預(yù)熱溫度，我們發(fā)現(xiàn)，透射能流越高，預(yù)熱溫度也就越高。
　　第二，我們通過測量不同能區(qū)的透射能流來研究Si/Ge摻雜對輻射燒蝕的影響。在神光-Ⅱ裝置上，我們開展了相關(guān)的實驗。實驗中用到薄靶和厚靶兩種靶型，前者用于測量軟能區(qū)X射線透射能流，后者用于測量M帶X射線透射能流。實驗結(jié)果表明，CH摻Si不僅能夠透射更多的軟能區(qū)X射線，還能吸收更多的M帶X射線。Multi-1D模擬也得到相同的結(jié)論。
　　第三，我們模擬研究了輻射源特

4、性（包括輻射溫度和M帶份額）對CH摻Si輻射燒蝕的影響。我們研究了不同溫度和M帶份額條件下，輻射源中M帶X輻射總量，并且運用Multi-1D模擬計算不同輻射源條件下的CH(Si)均勻混合摻雜燒蝕實驗。模擬研究發(fā)現(xiàn)，在不同輻射源條件下，即使是同一靶型其總透射能流是不一樣的。對于不同摻雜份額CH(Si)靶，其對M帶的抑制效果也存在差異。因此預(yù)熱是由輻射源和燒蝕材料共同決定的。在未來點火靶設(shè)計中，我們應(yīng)該同時考慮輻射源和摻雜材料對燒蝕的影響。