勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的科學家們與普林斯頓等離子體物理實驗室(PPPL)合作，設(shè)計了一種新型X射線晶體光譜儀，對國家點火設(shè)施(NIF)實驗產(chǎn)生的高能量密度(HED)物質(zhì)的一個挑戰(zhàn)性特征進行高分辨率測量。

這項工作在《科學儀器評論》(Review of Scientific Instruments)的一篇論文中有所介紹，該論文描述了正在為世界上能量最大的激光器NIF制造的新晶體形狀。激光產(chǎn)生的高能量密度等離子體，類似于在恒星、核爆炸和巨型行星核心中發(fā)現(xiàn)的那些，可能是地球上創(chuàng)造的最極端的物質(zhì)狀態(tài)。

PPPL之前為NIF建造了一個光譜儀，于2017年交付，為慣性約束核聚變實驗提供了NIF極端等離子體的溫度和密度的高分辨率測量，所獲得的數(shù)據(jù)在特邀會談和同行評議的出版物中得到了介紹。

這些儀器測量關(guān)鍵參數(shù)的輪廓，如大量熱質(zhì)體的離子和電子溫度，這些熱質(zhì)體被磁力限制在圓環(huán)形托卡馬克核聚變裝置中以促進核聚變反應(yīng)。相比之下，NIF激光產(chǎn)生的HED等離子體是微小的、點狀的物質(zhì)，需要不同設(shè)計的光譜儀進行高分辨率研究。

該光譜儀檢查銅、鉭和現(xiàn)在的鉛EXAFS。從銅到鉭再到鉛，X射線的能量越來越高，信噪比越來越低，因此需要優(yōu)化光譜儀的設(shè)計。這項合作將于10月轉(zhuǎn)移到NIF，屆時新晶體將被安排在那里進行測試，兩個實驗室的研究人員都急切地等待著結(jié)果。

"在NIF進行的測量高X射線能量下的EXFAS光譜的實驗，信號很低，"Schneider說。"論文中描述的光譜儀設(shè)計集中了低信號，提高了信噪比，同時保持了觀察EXAFS所需的高分辨率。與常用的球形、圓柱形或環(huán)形彎曲的晶體不同，這種新形狀的晶體遵循正弦螺旋形，這樣一個新穎的設(shè)計使得它有可能滿足EXAFS測量的嚴格要求，以探測高度壓縮的高Z材料的熱狀態(tài)"。

關(guān)鍵詞： X射線 晶體光譜儀 物理實驗室 光譜儀