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神光III原型上扩展X射线吸收精细结构谱实验研究

胡云 张继彦 江少恩 王哲斌 蒲昱东

胡云, 张继彦, 江少恩, 等. 神光III原型上扩展X射线吸收精细结构谱实验研究[J]. 强激光与粒子束, 2020, 32: 052002. doi: 10.11884/HPLPB202032.200022
引用本文: 胡云, 张继彦, 江少恩, 等. 神光III原型上扩展X射线吸收精细结构谱实验研究[J]. 强激光与粒子束, 2020, 32: 052002. doi: 10.11884/HPLPB202032.200022
Hu Yun, Zhang Jiyan, Jiang Shaoen, et al. Experiment study of extended X-ray absorption fine structure spectrum on SG-III prototype facility[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2020, 32: 052002. doi: 10.11884/HPLPB202032.200022
Citation: Hu Yun, Zhang Jiyan, Jiang Shaoen, et al. Experiment study of extended X-ray absorption fine structure spectrum on SG-III prototype facility[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2020, 32: 052002. doi: 10.11884/HPLPB202032.200022

神光III原型上扩展X射线吸收精细结构谱实验研究

doi: 10.11884/HPLPB202032.200022
基金项目: 国家自然科学基金项目(11475154)
详细信息
    作者简介:

    胡 云(1983—),男,博士研究生,从事高功率激光技术及高能量密度物理研究;huyunhy@163.com

    通讯作者:

    江少恩(1964—),男,研究员,博士生导师,主要从事惯性约束聚变物理实验研究;jiangshn@vip.sina.com

  • 中图分类号: TN24

Experiment study of extended X-ray absorption fine structure spectrum on SG-III prototype facility

  • 摘要:

    介绍了在大型激光装置上进行 扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)谱压缩物态参数测量的基本原理,以及为获得高质量EXAFS谱在神光III原型装置上进行的实验研究。实验采用玻璃靶球、CH靶丸和金球作为EXAFS谱测量的背光源,通过多发次叠加、光子数累积的方法获得了信噪比良好的金属Ti在常温常压下的EXAFS谱,数据处理结果表明,实验测得的金属Ti EXAFS谱拟合结果与同步辐射实验拟合结果相吻合,表明实验设计的正确性与可靠性。对实验结果的分析表明,影响EXAFS谱质量的因素主要是光子计数、测量系统谱分辨率、噪声以及实验器件上的瑕疵。

  • 图  1  X射线吸收和精细结构产生示意图

    Figure  1.  Illustration of X-ray absorption and fine structure generation

    图  2  神光III原型EXAFS测量示意图

    Figure  2.  Illustration of EXAFS measurements configuration on SG-III laser facility

    图  3  三个测量结果的EXAFS原始图像

    Figure  3.  Raw EXAFS images of three measurements

    图  4  测量2,3和5的吸收谱

    Figure  4.  Absorption spectra of measements 2,3 and 5

    图  5  测量3和测量5的k空间拟合

    Figure  5.  Data fitting of measurement 3 and 5 in k space

    表  1  X射线源参数及实验结果

    Table  1.   Parameters of X-ray source and results of experiments

    measurementshot numbertargetdiameter/μmwall/μmtotal energy/Jresults
    1 shot255 16A-II-9# 423 1.82 6 168 EXAFS not detected
    2 shot256 16A-II-10# 426 1.95 5 839 EXAFS detected
    shot257 16A-I-19# 435 1.8 6 076
    shot258 16A-I-17# 441 2.19 5 958
    3 shot259 Au ball 300 / 624 EXAFS detected
    shot260 16A-I-18# 445 1.96 5 861
    4 shot263 Au ball 300 / 1 175 EXAFS detected,no fine structure
    shot264 773
    5 shot265 16A-III-15# 461 2.21 4 562 EXAFS detected
    shot266 16A-III-12# 463 1.81 5 191
    6 shot267 16B-II-1# 409 16.4 5 982 EXAFS not detected
    7 shot268 16B-I-4# 425 15.8 5 834
    8 shot269 16B-II-2# 409 17.0 6 165
    9 shot270 16B-II-3# 415 16.5 5 840
    Note:A is glass ball,B is CH capsule. I,II,III correspond to Ar atomic ratio of 0%,1%,5%,respectively. Pressure in glass balls and capsules is 1.0 MPa。
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    表  2  测量3、测量5和同步辐射拟合结果比较

    Table  2.   Comparison of measurements 3,5 and synchrotron data fitting results

    measurementsR/(0.1 nm)σ2/(0.1 nm)2
    measurement 32.865±0.0050.007 6±0.004
    measurement 52.866±0.0300.006 8±0.008
    synchrotron2.869±0.0020.006 2±0.000 3
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    01 专辑主题
     (1) 高能量密度物理现象与物质特性
     (2) 惯性约束聚变物理
     (3) 强激光驱动粒子加速及新型辐射源
     (4) 超强激光与物质相互作用
     (5) 高能量密度物理加载及诊断技术

    02 投稿要求
     (1) 投稿可选择网上投稿(www.hplpb.com.cn),投稿时文章题名前加“高能量密度物理”专辑;也可电子邮件投稿,邮件主题注明“高能量密度物理”专辑,投稿邮箱:liuyn862010@163.com。
     (2) 论文体例格式请参照《强》刊网站投稿指南。
     (3) 投稿时请附论文投稿保密审查证明(保密审查证明要求为纸质原件)。
     (4) 未尽事宜请联系编辑部刘玉娜编辑或专辑主编。

    03 重要日期
     征稿截止日期:2020年5月15日
     计划出版日期:2020年8月15日
    04 联系方式
     责任编辑:
     刘玉娜/《强激光与粒子束》编辑部
     0816-2485753,liuyn862010@163.com。
     专辑主编:
     丁永坤/北京应用物理与计算数学研究所
     ding-yk@vip.sina.com

    05 专辑主编简介
      丁永坤研究员,现任北京应用物理与计算数学研究所党委书记、北京大学应用物理与技术研究中心副主任、中国物理学会高能量密度物理专业委员会副主任、等离子体物理分会副主任。长期从事激光惯性约束核聚变(ICF)研究,在ICF实验、诊断和靶物理设计方面,曾负责过国家高技术和国家重大科技专项的重要课题,主持了国家自然基金重点项目和科技部重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项等。曾获国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖和省部级科技进步奖,相关工作发表论文200余篇,出版专著一部。
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-01-17
  • 修回日期:  2020-03-30
  • 刊出日期:  2020-02-10

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