激光慣性約束聚變診斷學（簡體書）

系統介紹激光聚變各物理過程和其主要物理量特徵，描述對這些物理量的診斷技術以及用於診斷的主要器件和儀器，介紹國內外慣性約束聚變診斷中常用的方法和技術及其各自的適用範圍。

《鐳射慣性約束聚變診斷學》以較大篇幅介紹國內外慣性約束聚變診斷中常用的方法和技術以及各自適用的範圍。《鐳射慣性約束聚變診斷學》讀者的對象主要是從事慣性約束聚變和高能密度物理領域的科技人員、研究生、相關專業高年級大學生和對高溫、高密度等離子體物理有興趣科技人員。

第1章 慣性約束聚變導論
1.1 核能釋放物理基礎
1.1.1 放熱核反應——裂變和聚變
1.1.2 重核裂變與鏈式反應
1.1.3 核裂變放能過程
1.1.4 輕核聚變
1.1.5 某些重要的聚變反應
1.1.6 熱核聚變反應率
1.2 鐳射聚變
1.2.1 熱核聚變及途徑
1.2.2 用於驅動聚變的高功率雷射器
1.2.3 鐳射聚變驅動方案
1.2.4 鐳射聚變靶
1.2.5 高功率鐳射與靶耦合
1.2.6 內爆動力學
1.2.7 聚變點火與燃燒
1.2.8 聚變靶丸能量增益
1.2.9 慣性約束聚變能和鐳射慣性約束聚變裂變引擎
1.2.10 鐳射聚變需要診斷的主要物理量特徵和對診斷系統的要求
參考文獻
第2章 熱核燃料等離子體狀態與聚變速率診斷
2.1 聚變燃料等離子體狀態——密度和麵密度診斷
2.1.1 聚變中子內活化方法
2.1.2 聚變中子在燃料等離子體中產生的反沖核方法
2.1.3 燃料初級與次級聚變產額比方法
2.1.4 聚變產物高能質子用於靶丸面密度等診斷
2.1.5 D核削裂反應產物——高能質子診斷靶丸面密度
2.1.6 帶電粒子測量方法
2.2 聚變燃料等離子體狀態——離子溫度診斷
2.2.1 測量初級聚變反應產物粒子能譜診斷離子溫度
2.2.2 不同聚變反應道聚變產額比診斷離子溫度
2.3 聚變產額測量方法
2.3.1 中、低聚變中子產額測量方法
2.3.2 高聚變中子產額測量方法
2.4 慣性約束聚變反應速率診斷
2.4.1 引言
2.4.2 聚變中子時間譜測量方法
2.4.3 聚變γ時間譜測量方法
2.4.4 中子非彈散射（n，n’γ）產生的γ射線診斷聚變反應速率
2.5 脈沖γ射線和軔致輻射測量方法
2.5.1 γ射線和軔致輻射能譜測量方法
2.5.2 冷殼或冷燃料與熱燃料混合診斷方法
參考文獻
第3章 鐳射等離子體電子溫度密度診斷技術
3.0 引言
3.1 冕區等離子體物理
3.1.1 逆韌致吸收
3.1.2 參量不穩定性——SRS、SBS
3.1.3 參量不穩定性——成絲與自聚焦
3.2 影響冕區等離子體狀態的其他重要過程
3.2.1 電子熱傳導
3.2.2 X射線轉換
3.3 Thomson散射簡介
3.3.1 Thomson散射參數診斷應用原理
3.3.2 Thomson散射參數診斷設計概述
3.3.3 Thomson散射參數診斷應用
3.4 相鄰元素共振線強度比診斷電子溫度
3.5 共振線與伴線強度比診斷電子溫度
3.6 Stark展寬效應診斷電子密度
3.7 鐳射探針法診斷冕區電子密度分佈
3.8 X射線鐳射探針診斷等離子體電子密度
3.8.1 X射線鐳射探針方法基本原理
3.8.2 X射線鐳射用做探針光源的要求
3.8.3 X射線鐳射干涉法測量電子密度研究
3.8.4 莫爾偏折法測量電子密度分佈
3.9 用X射線湯姆遜散射診斷等離子體參數
參考文獻
第4章 X射線譜學、輻射溫度和不透明度診斷
4.1 高 溫、高密度等離子體發射的X射線譜特性
4.1.1 引言
4.1.2 高溫、高密度等離子體發射的X射線光譜特性
4.2 X射線線譜測量
4.2.1 X射線與物質相互作用
4.2.2 X射線線譜測量方法
4.3 輻射溫度診斷
4.3.1 黑體輻射和輻射溫度
4.3.2 輻射能流和譜積分亮溫診斷技術
4.3.3 色溫診斷技術
4.3.4 通過熱動平衡系統離子溫度診斷輻射溫
4.4 輻射不透明度診斷
4.4.1 輻射不透明度
4.4.2 幾種典型的輻射不透明度理論模型
4.4.3 輻射不透明度測量
參考文獻
第5章 ICF實驗精密成像技術
5.1 引言
5.2 X射線針孔成像技術
5.2.1 針孔成像技術原理
5.2.2 X射線針孔成像涉及的一些技術
5.3 X射線編碼成像技術
5.3.1 引言
5.3.2 波帶片編碼成像基本原理
5.3.3 波帶片編碼成像的數學表述
5.3.4 波帶片編碼成像的數值重建
5.3.5 其他的編碼成像技術及其簡單對比
5.4 反射式X射線成像系統
5.4.1 引言
5.4.2 反射式成像原理與結構
5.4.3 反射式系統空間分辨影響因素分析
5.4.4 掠射反射系統在ICF中的應用
5.5 基於衍射光學元件的X射線成像技術
5.5.1 引言
5.5.2 X射線衍射成像原理
5.5.3 衍射元件製作與空間分辨
5.5.4 X射線衍射成像在lCF中的應用
5.6 X射線背光照相技術
5.6.1 X射線背光照相原理
5.6.2 X射線背光源
5.6.3 成像與圖像記錄
5.6.4 背光成像在ICF中的應用
5.7 聚變中子成像技術
5.7.1 引言
5.7.2 中子半影編碼成像技術
5.7.3 編碼孔設計與加工
5.7.4 成像系統瞄準技術
5.7.5 中子記錄介質
5.8 高能質子透視成像技術
5.8.1 引言
5.8.2 質子照相原理
5.8.3 質子源的產生及特性
5.8.4 質子照相中的圖像記錄
5.8.5 質子照相中的圖像分析
5.8.6 質子照相應用實例
參考文獻
第6章 慣性約束聚變診斷中常用的探測器件和測量儀器
6.1 ps和sub—ns時間響應閃爍體光電探測器
6.1.1 閃爍體
6.1.2 真空型光電器件
6.1.3 閃爍體光電探測器時間響應
6.2 Si PIN電流型探測器
6.2.1 Si PIN探測器結構和工作原理
6.2.2 Si PIN探測器對輻射和粒子的響應
6.2.3 Si PIN探測器時間響應
6.2.4 Si PIN探測器輸出線性動態範圍
6.3 光電導探測器
6.3.1 引言
6.3.2 對輻射的靈敏度
6.3.3 CaAs和InP：Fe探測器的時間響應
6.3.4 CaAs和InP：Fe探測器中子輻照改性
6.3.5 全剛石光電導探測器
6.4 電荷耦合器件
6.4.1 CCD的結構和工作原理
6.4.2 CCD的性能
6.5 CR—39固態徑跡探測器
6.5.1 CR—39固態徑跡探測器工作原理
6.5.2 CR—39固態徑跡探測器腐蝕徑跡特徵參數
6.5.3 CR—39固態徑跡探測器帶電粒子徑跡辨別
6.5.4 CR—39固態徑跡探測器中的噪聲、本底和減小措施
6.5.5 CR—39固態徑跡探測器在ICF中的應用
6.6 X射線分幅相機
6.6.1 MCP分幅相機的結構與工作原理
6.6.2 MCP分幅相機的主要性能
6.7 條紋相機
6.7.1 條紋相機的結構和工作原理
6.7.2 光陰極譜靈敏度
6.7.3 時間解析度和影響因素
6.7.4 線性輸出動態範圍
6.7.5 空間分辨
6.7.6 觸發時間晃動
6.8 X射線分幅相機和條紋相機在慣性約束聚變等診斷中的應用
6.8.1 X射線分幅相機的應用
6.8.2 條紋相機在鐳射—等離子體相互作用和慣性約束聚變中的應用
參考文獻

理想的內爆是球對稱等熵壓縮熱核燃料。影響理想內爆的主要因素：超熱電子和沖擊波引起的燃料等離子體的增熵；沉積在靶丸中的驅動能量空間不均勻和靶丸壁厚不均勻（長波）引起的非球對稱壓縮；驅動鐳射成絲（直接驅動）和靶丸表面粗糙度大（短波長）引起的R—T流體力學介面不穩定性的增長和可能的推進層破裂或冷的推進層在向內做減速運動時混進熱的燃料中（混合）。下面概要討論三個方面的因素。
1）靶丸預熱
由前所述，鐳射共振吸收、受激喇曼散射、雙等離子衰變等反常吸收過程中都會產生電子等離子波。當波破或受到阻尼時，電子從波場中獲得較高能量變成超熱電子。超熱電子和它們在靶中產生的軔致輻射先於沖擊波到達熱核燃料中，使那裏的燃料加熱，燃料等離子體熱壓的增加影響了推進層對它的壓縮。
降低超熱電子份額的技術途徑是減少鐳射的反常吸收，即鐳射功率密度要適中（1014W/cm2～1015W/cm2），靶面鐳射光強空間分佈均勻（特別是空間短波長）和縮短驅動鐳射波長。此外，在靶丸燒蝕層（外表面）和推進層中摻少量中、高Z元素也有利於阻止較高能X射線對燃料和推進層的預熱。