MASTERBOND,UV10TKLO-2,用于將鏡片粘接到Kirkpatrick-Baez顯微鏡中,用于成像氘-氚融合中子轟擊期間的X射線發(fā)射,
UV10TKLO-2概述
Master Bond UV10TKLO-2是一種單組分UV固化系統(tǒng),用于高性能的粘接、密封和封裝應(yīng)用。它符合NASA的低揮發(fā)要求(ASTM E-595),可以在室溫下利用紫外光迅速固化。由于其低揮發(fā)性,UV10TKLO-2適用于需要使用真空環(huán)境的應(yīng)用,包括Kirkpatrick-Baez(KB)型X射線顯微鏡,用于測量用于核聚變的燃料的性能。
應(yīng)用
熱核聚變產(chǎn)生巨大能量,當氘和氚等核聚變形成氦等較高分子量核時發(fā)生。氘-氚(DT)是用于熱核聚變反應(yīng)的燃料,通過其聚爆以啟動聚變、自加熱和最終點火。因此,聚爆步驟對獲得自持聚變反應(yīng)至關(guān)重要。在這一過程中,DT發(fā)射X射線輻射,可以用來測量其聚爆性能,提供有關(guān)該燃料性能的寶貴信息。羅切斯特大學(xué)激光能量學(xué)實驗室的研究人員開發(fā)了一種Kirkpatrick-Baez(KB)型X射線顯微鏡,可以成像來自DT激光生成等離子體的X射線發(fā)射。該顯微鏡由緊湊型KB鏡片組成,并與高速攝像機配合使用,以測量低溫冷卻的DT聚爆的熱點演變。該實驗在羅切斯特大學(xué)的OMEGA激光系統(tǒng)上進行,該系統(tǒng)向靶物提供激光脈沖,然后測量產(chǎn)生的核和流體動力學(xué)事件。
關(guān)鍵參數(shù)和要求
使用KB鏡片對焦后,鏡片能夠在適當對齊后提供最小的強度損失,這對于獲得正確的焦距是必要的。因此,研究人員需要一種高質(zhì)量、真空合格的UV固化膠粘劑,以確保長期粘接。Master Bond UV10TKLO-2滿足這些要求,因為它可以UV固化并符合NASA的低揮發(fā)要求。KB顯微鏡的鏡片通過將膠粘劑應(yīng)用于其光學(xué)基座,并將其UV固化到位來固定。膠粘劑本身作為平坦光學(xué)基座的傾斜接口。根據(jù)研究人員自己的說法,選擇UV10TKLO-2是因為它是“已知質(zhì)量最高、真空合格的UV固化”膠粘劑之一。在Master Bond,我們建議使用320-365納米波長的紫外光進行固化,最小強度為20-40 mW/cm2。
結(jié)果
研究人員成功設(shè)計了一個KB顯微鏡,并將其與高速攝像機耦合,以獲取來自DT靶的激光生成等離子體發(fā)射的X射線圖像。為了實現(xiàn)這一點,他們正確對齊了相機的鏡片,以捕獲DT燃料在其聚爆期間的所有X射線發(fā)射。研究人員使用UV10TKLO-2固定KB鏡片,以獲得最佳的鏡片對焦和對準。自從首次安裝以來,Master Bond UV10TKLO-2成功地將鏡片固定在位超過兩年,未觀察到圖像位置的任何變化。由此產(chǎn)生的儀器被稱為KBFRAMED,用于在測量低溫冷卻的DT靶爆炸的熱點時,獲得了6微米的空間分辨率和30皮秒的時間分辨率。最終,這種儀器對于獲得這些熱點的形狀和大小的時間分辨變化是非常有用的,提供了有關(guān)DT燃料性能的寶貴信息。
參考文獻:
Marshall FJ, Bahr RE, Goncharov VN, Glebov VY, Peng B, Regan SP, Sangster TC, Stoeckl C. 一種有框架、16圖像的Kirkpatrick-Baez X射線顯微鏡. Rev Sci Instrum. 2017年9月; 88(9): 093702. doi: 10.1063/1.5000737. PMID: 28964245

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