核聚變靶室及其原位在線檢測裝置和分析裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及核聚變分析控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種核聚變靶室及其原位在線檢測、分析裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是人類活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，能源和環(huán)境也是全人類共同關(guān)心的問題，因此，如何得到環(huán)境友好的能源得到全世界人們的關(guān)注。原子核中蘊藏巨大的能量，核聚變與核裂變均伴隨著能量的釋放，相比于核裂變，核聚變幾乎不會帶來放射性污染等環(huán)境問題，而且其原料可直接取自海水中的氘，來源豐富，是理想的能源方式。
[0003]目前，人類已經(jīng)實現(xiàn)不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是，可控的核聚變才能被人類長期有效的利用，如何控制核聚變的速度和規(guī)模，實現(xiàn)持續(xù)、平穩(wěn)的能量輸出，是本領(lǐng)域技術(shù)人員努力研究的重點難題。
[0004]近年來，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗證，但本實用新型的實用新型人發(fā)現(xiàn)在突破關(guān)鍵性技術(shù)時，如何原位在線檢測分析核聚變靶室內(nèi)的燃料和等離子體相關(guān)信息給核聚變的可控研究帶來了阻礙。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實用新型實施例的目的在于提出一種核聚變靶室及其原位在線檢測裝置和分析裝置，能夠高效準(zhǔn)確地對核聚變靶室內(nèi)的樣品進行原位分析。
[0006]進一步來講，該核聚變靶室的原位在線檢測裝置包括:X射線光源；激發(fā)道毛細管X光透鏡，其入口焦斑處設(shè)置所述X射線光源，用于會聚所述X射線光源發(fā)射的X射線并得到用于照射靶室樣品的出口焦斑；其中，所述靶室樣品位于核聚變靶室中，所述激發(fā)道毛細管X光透鏡設(shè)置于樣品分析的激發(fā)道；探測道毛細管X光透鏡，設(shè)置于樣品分析的探測道，用于收集會聚帶有所述靶室樣品特征信息的X射線信號；所述探測道毛細管X光透鏡的入口焦斑與所述激發(fā)道毛細管X光透鏡的出口焦斑重合，形成位于所述核聚變靶室中的共聚焦區(qū)；x射線探測器，設(shè)置于所述探測道毛細管X光透鏡的出口端一側(cè)，用于探測帶有所述靶室樣品特征信息的X射線信號。
[0007]可選地，在一些實施例中，所述激發(fā)道毛細管X光透鏡和所述探測道毛細管X光透鏡的出口焦斑和入口焦斑的直徑范圍為0.05-7000微米，透鏡長度范圍為2-500毫米，入口端直徑范圍為2-30毫米，出口端直徑范圍為2-40毫米，適用X射線的能量范圍為3-100keVo
[0008]可選地，在一些實施例中，所述激發(fā)道毛細管X光透鏡的參量選用如下數(shù)據(jù):出口焦斑的直徑為40微米，透鏡長度為5毫米，入口端直徑為3毫米，出口端直徑為10毫米，適用X射線的能量范圍為6-20keV ;相應(yīng)地，所述探測道毛細管X光透鏡的參量選用如下數(shù)據(jù):入口焦斑的直徑為42微米，透鏡長度為4毫米，入口端直徑為4毫米，出口端直徑為12毫米，適用X射線的能量范圍為6-20keV ;
[0009]或者，所述激發(fā)道毛細管X光透鏡的參量選用如下數(shù)據(jù):出口焦斑的直徑為1000微米，透鏡長度為20毫米，入口端直徑為10毫米，出口端直徑為30毫米，適用X射線的能量范圍為30-50keV ;相應(yīng)地，所述探測道毛細管X光透鏡的參量選用如下數(shù)據(jù):入口焦斑的直徑為1000微米，透鏡長度為40毫米，入口端直徑為14毫米，出口端直徑為20毫米，適用X射線的能量范圍為30-50keV ;
[0010]或者，所述激發(fā)道毛細管X光透鏡的參量選用如下數(shù)據(jù):出口焦斑的直徑為2000微米，透鏡長度為340毫米，入口端直徑為23毫米，出口端直徑為25毫米，適用X射線的能量范圍為60-90keV ;相應(yīng)地，所述探測道毛細管X光透鏡的參量選用如下數(shù)據(jù):出口焦斑的直徑為2000微米，透鏡長度為400毫米，入口端直徑為20毫米，出口端直徑為29毫米，適用X射線的能量范圍為60-90keV。
[0011 ] 可選地，在一些實施例中，所述激發(fā)道毛細管X光透鏡和所述探測道毛細管X光透鏡在沿各自長度方向上的外形為錐形面段、拋物線型面段或者其它二次曲面段。
[0012]可選地，在一些實施例中，所述激發(fā)道毛細管X光透鏡和所述探測道毛細管X光透鏡為拉絲爐拉制的單毛細管透鏡，所述單毛細管透鏡為玻璃或金屬材質(zhì)的中空圓形管體，所述單毛細管透鏡的中空管內(nèi)壁上全反射X射線。
[0013]可選地，在一些實施例中，所述X射線探測器為空間分辨探測器，空間分辨范圍為1-100微米；或者，所述X射線探測器為能量分辨探測器，能量分辨的范圍為100-200eV。
[0014]另外，本實用新型的實施例還提出一種核聚變靶室的原位在線分析裝置，該核聚變靶室的原位在線分析裝置包括:前述所述的任意一個核聚變靶室的原位在線檢測裝置和分析處理裝置，分析處理裝置與所述X射線探測器連接，用于從所述X射線探測器探測到的信號中提取具有所述靶室樣品的指紋特征的X射線信號，并進行三維無損原位在線分析獲取所述靶室樣品的相關(guān)特征信息。
[0015]可選地，在一些實施例中，所述靶室樣品為所述核聚變靶室內(nèi)的燃料；所述靶室樣品的相關(guān)特征信息包括燃料的成分、結(jié)構(gòu)、密度及形貌。
[0016]可選地，在一些實施例中，所述靶室樣品為所述核聚變靶室內(nèi)的等離子體；所述靶室樣品的相關(guān)特征信息包括:預(yù)加熱等離子體的形成過程、等離子體的密度分度、等離子體的溫度、等離子體溫度隨時間變化的相關(guān)信息、以及等離子體中重離子雜質(zhì)的存在情況。
[0017]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型各實施例具有以下優(yōu)點:
[0018]采用本實用新型實施例的技術(shù)方案后，利用毛細管X光透鏡共聚焦技術(shù)原位檢測、分析核聚變靶室中樣品的性質(zhì)，激發(fā)道毛細管X光透鏡和探測道毛細管X光透鏡具有高功率密度增益，形成位于核聚變靶室中的共聚焦區(qū)，可以高效準(zhǔn)確地對核聚變靶室內(nèi)的燃料和等離子體性質(zhì)進行原位分析。
[0019]本實用新型實施例還提供了一種核聚變靶室，核聚變靶室設(shè)置有前述任一種原位在線分析裝置。由于上述任一種原位在線分析裝置具有上述技術(shù)效果，因此，設(shè)有該原位在線分析裝置的核聚變靶室也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果。
[0020]本實用新型實施例的更多特點和優(yōu)勢將在之后的【具體實施方式】予以說明。
【附圖說明】
[0021]構(gòu)成本實用新型實施例一部分的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0022]圖1為本實用新型實施例原位在線檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實用新型實施例中激發(fā)道毛細管X光透鏡的主體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本實用新型實施例中探測道毛細管X光透鏡的主體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本實用新型實施例中毛細管X光透鏡沿垂直于其中心對稱軸線的剖面示意圖。
[0026]附圖標(biāo)記說明
[0027]I X射線光源
[0028]2激發(fā)道毛細管X光透鏡
[0029]3靶室樣品
[0030]4核聚變靶室
[0031]5探測道毛細管X光透鏡
[0032]6 X射線探測器
[0033]7共聚焦區(qū)
【具體實施方式】
[0034]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0035]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0036]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的各優(yōu)選實施例作進一步說明:
[0037]針對在實現(xiàn)控制核聚變進程中遇到的原位在線檢測的技術(shù)難題，本實用新型的實用新型人就核聚變室的原位在線檢測分析進行了大量的研制和應(yīng)用研究，制作出一種核聚變靶室的原位在線檢測裝置，實現(xiàn)對核聚變靶室內(nèi)的樣