空心微球气体总量抽样测量误差分析.pdf

　第 15 卷 　第 12 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 15 ,No. 12 　 　2003 年 12 月 HIGH POWER LASER AND PARTICL E BEAMS Dec. ,2003 　 文章编号 (2003) 空心微球气体总量抽样测量误差分析 张占文, 　王朝阳 , 　李 　波 , 　杜守德 , 　魏 　胜 , 　黄 　勇 , 高党忠, 　袁玉萍 , 　林 　波 , 　初巧妹 , 　陈素芬 ( 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900) 　　摘 　要 : 　间接驱动内爆靶丸由外层 CH 涂层 , 内层玻璃球壳和内部充入的气体组成。当玻璃球外涂 CH 后 ,球内的气体只能抽检而没有无损测量方法。在大量实验和数据基础上 ,研究了液滴法制备空心玻璃微球气 体渗透系数的差异和分布 ,利用数理统计方法对实验数据进行了分析和处理 ,计算了空心玻璃微球对氘气渗透 系数的误差 ,微球预充气挑选方案产生的误差及分布。最后根据现在的抽样测量方案计算了误判的概率。 　　关键词 : 　激光惯性约束聚变 ; 　空心玻璃微球 ; 　气体渗透系数 　　中图分类号 : TL639. 11 　　　　文献标识码 :A ( 　　在激光惯性约束聚变直接驱动内爆实验中 ,靶丸可以由空心玻璃微球 hollow glass microsphere , 简称 HGM) 与内部的燃料气体或少量诊断气体组成[1～3 ] 。由于薄壁玻璃球是透明的 ,可以利用干涉法或露点法对 球内的气体总量进行无损测量 ,测量精度较高 ,而且可以在打靶前现场测量 ,微球个体间差异可以通过实际测 量反映出来 ,球内气体参数可信度高[4 ,5 ] ,靶丸本身性能对实验的影响是可知的。在间接驱动实验中 ,靶丸种 类很多 ,通常在空心玻璃微球表面涂敷一层有机材料作为辐射烧蚀层 ,靶 丸结构见示意图 1 。靶丸的最外层是 CH 涂层 , 内层是玻璃球,靶丸内部 充入的气体有 D ,D T 混合气体 ,D / Ne 等混合气体。当玻璃球外涂 CH 2 2 后 ,因 CH 层较厚 ,无损测量方法已不适用 ,对球内气体的测量只能采用 破坏法 ;另外 ,当球内充混合气体时 ,混合气体的总压及气体之间的比例 测量也只能采用破坏法。而破坏法测量不能标识每个物理实验靶丸的实 Fig. 1 　Schematic of the implosion target 际参数 ,为了解决该问题 ,采用统计抽样标识的方法 ,并运用误差分析理 fir indirect drive 论 ,给出实际用靶的气体参数测量误差。 图 1 　内爆靶结构示意图 1 　实验内容及方法 1 . 1 　玻璃微球制备及几何参数测量 　　空心玻璃微球是在多区高温液滴炉上制备的 ,玻璃溶液的主要组分为水玻璃、四硼酸钠、氢氧化钾、氢氧化 锂和尿素等混合物[1 ,3 ] 。调节小孔板孔直径、溶液进料压力、射流强制振荡频率、溶液浓度和抽气速率等实验 μ μ 条件 ,制备直径 200 m ,壁厚 2 m 的玻璃微球。收集的产品依次在专用清洗液、乙醇、丙酮和蒸馏水中清洗。 微球直径由体视显微镜 TM50 测量 ,壁厚由 Leit