一種低溫平面靶及其安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種靶，具體涉及一種可以用于將氫、氘等常溫氣體液化后進(jìn)行相關(guān)測(cè)試與實(shí)驗(yàn)的低溫平面靶及其安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在慣性約束聚變(ICF)實(shí)驗(yàn)中，低溫靶具有較高的初始燃料密度與較低的沖擊波預(yù)熱靈敏特性，更容易實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火目標(biāo)。氫、氘等是ICF實(shí)驗(yàn)研究中的重要材料，低溫下液氫、液氘狀態(tài)方程的研究是ICF的關(guān)鍵內(nèi)容。靶芯是液氘材料的載體，也是實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)低溫系統(tǒng)建設(shè)中與激光發(fā)生作用的物體，它的設(shè)計(jì)、加工與裝配直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞。
[0003]在激光物理實(shí)驗(yàn)中，激光需要通過(guò)入射層與液氫、液氘等發(fā)生作用，并在其后界面利用相關(guān)診斷設(shè)備進(jìn)行診斷測(cè)試，要求氫、氘等液體的厚度為幾十微米至百微米量級(jí)，但是目前使用的平面靶體的結(jié)構(gòu)中，只能將氫、氘液體厚度控制在幾百微米以上，而且其設(shè)計(jì)復(fù)雜，精度要求高，加工裝配困難，因而，無(wú)法滿足激光物理實(shí)驗(yàn)中氫、氘等液體厚度的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種低溫平面靶及其安裝方法，可將注入靶內(nèi)的氫、氘等氣體液化，并能夠方便調(diào)整靶體中液化后液體的厚度，便于用于氫、氘的相關(guān)測(cè)試與實(shí)驗(yàn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種低溫平面靶，包括靶芯、墊片、探測(cè)窗口、入射窗口和充氣管，所述靶芯上開(kāi)設(shè)有圓孔，所述圓孔與靶芯同軸設(shè)置，在靶芯的側(cè)壁上設(shè)有連接孔，所述連接孔和圓孔相通，充氣管與連接孔相連接，在圓孔內(nèi)壁上設(shè)有圓環(huán)形左側(cè)壁和圓環(huán)形右側(cè)壁，所述圓環(huán)形左側(cè)壁和圓環(huán)形右側(cè)壁均與圓孔內(nèi)壁相垂直，所述入射窗口、探測(cè)窗口、圓環(huán)形左側(cè)壁和圓環(huán)形右側(cè)壁之間形成容納腔；
所述墊片為圓環(huán)柱體，所述墊片的外徑與圓孔的內(nèi)徑相同；所述探測(cè)窗口為雙圓柱體結(jié)構(gòu)，所述探測(cè)窗口包括同軸設(shè)置的第一圓柱體和第二圓柱體，第一圓柱體的外徑與圓孔的內(nèi)徑相同，在第一圓柱體和第二圓柱體上均涂布增透膜，所述增透膜的透過(guò)率大于99%;所述入射窗口為層狀結(jié)構(gòu)。
[0006]所述容納腔的原始厚度為400μπι，也可以根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)需要增大或減小其原始厚度。
[0007]所述靶芯采用高導(dǎo)無(wú)氧銅材料制作。
[0008]所述充氣管的內(nèi)徑為1-1.5_;所述充氣管由不銹鋼毛細(xì)管制作。
[0009]所述第一圓柱體和第二圓柱體均由石英制作;所述第一圓柱體的厚度為350μπι、第二圓柱體的厚度為50-350μηι、第二圓柱體的外徑為1-1.5mm。
[0010]所述入射窗口包括四層，第一層為聚苯乙烯層、第二層為溴代聚苯乙烯層、第三層為鋁層I第四層為鋁層Π或石英層;所述第一層、第二層、第三層和第四層之間通過(guò)低溫膠依次粘接，當(dāng)?shù)谒膶訛殇X層Π時(shí)，所述第三層和第四層可以一體加工為鋁層。
[OO11 ]所述聚苯乙稀層的厚度為10-15μηι，溴代聚苯乙稀層的厚度為25-30μηι，招層I的厚度為30-35μηι，鋁層Π的厚度為15-20μηι，石英層的厚度為50μηι。
[0012]所述鋁層Π的寬度為鋁層I寬度的1/2。
[0013]一種低溫平面靶的安裝方法，包括以下步驟:第一步，將入射窗口的第四層置于圓環(huán)形左側(cè)壁的外側(cè)，在入射窗口的第一層的外側(cè)裝上墊片，然后用低溫膠密封;第二步，將探測(cè)窗口的第一圓柱體內(nèi)側(cè)置于圓環(huán)形右側(cè)壁一側(cè)，探測(cè)窗口的第一圓柱體的外側(cè)裝上墊片，然后用低溫膠密封，第三步，將充氣管通過(guò)螺紋連接與連接孔相連，然后用低溫膠密封，所述入射窗口和探測(cè)窗口與墊片之間均采用低溫膠密封。
[0014]本發(fā)明中低溫膠均采用上海合成樹(shù)脂研究所的DW-3環(huán)氧樹(shù)脂膠。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn):①本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和操作使用方便，制造成本低，穩(wěn)定性好，可靠性高;②本發(fā)明中墊片的設(shè)計(jì)能夠增強(qiáng)入射窗口和圓環(huán)形左側(cè)壁及探測(cè)窗口和圓環(huán)形右側(cè)壁之間的連接強(qiáng)度和密封性，從而進(jìn)一步提高容納腔的密封性;③本發(fā)明中低溫膠的使用，一方面，增強(qiáng)充氣管與靶芯的連接強(qiáng)度，有利于靶芯的固定，另一方面，避免靶內(nèi)氫、氘等實(shí)驗(yàn)氣體泄露，并防止雜質(zhì)氣體進(jìn)入容納腔內(nèi)，而且DW-3環(huán)氧樹(shù)脂膠能粘接各種金屬和非金屬材料，具有較高的粘接強(qiáng)度，并可用于膨脹系數(shù)不同材料之間的粘接;④本發(fā)明通過(guò)改變第二圓柱體的厚度，即可改變?nèi)菁{腔的厚度，從而滿足不同厚度低溫平面靶的要求，采用本發(fā)明的平面靶的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑺柽M(jìn)行液化的氣體液化后的厚度控制在50μπι至幾百微米，滿足激光物理實(shí)驗(yàn)中氫、氘的液體厚度的要求。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明所述低溫平面靶的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明中靶芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為圖2的A向視圖。
[0019]圖4為實(shí)施例1中所述入射窗口、探測(cè)窗口、圓環(huán)形左側(cè)壁和圓環(huán)形右側(cè)壁之間形成的容納腔。
[0020]圖5為實(shí)施例2中所述入射窗口、探測(cè)窗口、圓環(huán)形左側(cè)壁和圓環(huán)形右側(cè)壁之間形成的容納腔。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
實(shí)施例1
如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)施例低溫平面靶，包括靶芯1、墊片2、探測(cè)窗口 3、入射窗口 4和充氣管5，所述靶芯I上開(kāi)設(shè)有圓孔6，所述圓孔6與靶芯I同軸設(shè)置，在靶芯I的側(cè)壁上設(shè)有連接孔7，所述連接孔7和圓孔6相通，充氣管5與連接孔7相連接，在圓孔6內(nèi)壁上設(shè)有圓環(huán)形左側(cè)壁8和圓環(huán)形右側(cè)壁9，所述圓環(huán)形左側(cè)壁8和圓環(huán)形右側(cè)壁9均與圓孔內(nèi)壁相垂直，所述入射窗口 4、探測(cè)窗口 3、圓環(huán)形左側(cè)壁8和圓環(huán)形右側(cè)壁9之間形成容納腔10;
所述墊片2為圓環(huán)柱體，所述墊片2的外徑與圓孔6的內(nèi)徑相同；所述探測(cè)窗口 3為雙圓柱體結(jié)構(gòu)，所述探測(cè)窗口 3包括同軸設(shè)置的第一圓柱體31和第二圓柱體32，第一圓柱體31的外徑與圓孔6的內(nèi)徑相同，在第一圓柱體31和第二圓柱體32上均涂布增透膜，所述增透膜的透過(guò)率大于99%;所述入射窗口 4為層狀結(jié)構(gòu)。
[0022]作為優(yōu)選，本實(shí)施例中容納腔10的原始厚度為400μπι，靶芯I采用高導(dǎo)無(wú)氧銅材料制作;充氣管5為304不銹鋼毛細(xì)管制作的內(nèi)徑為Imm的充氣管。
[0023]作為進(jìn)一步優(yōu)選，本實(shí)施例第一圓柱體31和第二圓柱體32均由石英制作，所述第一圓柱體31的厚度為350μπι、第二圓柱體32的厚度為350μπι、第二圓柱體32的外徑為1mm，此時(shí)制得的容納腔的使用厚度為50μπι。
[0024]作為更進(jìn)一步優(yōu)選，本實(shí)施例所述入射窗口4包括四層，第一層為厚度是ΙΟμπι的聚苯乙烯層41、第二層為厚度是25μπι的溴代聚苯乙烯層42、第三層為厚度是30μπι的鋁層143，第四層為厚度是15μπι的鋁層Π44，其中，所述鋁層Π44的寬度為鋁層143寬度的1/2，所述第一層、第二層、第三層和第四層之間通過(guò)DW-3環(huán)氧樹(shù)脂依次粘接，所述第三層和第四層可以一體加工。
[0025]本實(shí)施例低溫平面靶的安裝方法，包括以下步驟:第一步，將入射窗口4的第四層置于圓環(huán)形左側(cè)壁8的外側(cè)，在入射窗口 4的第一層的外側(cè)裝