高能质子照相讨论进展论文 摘要高能闪光照相是诊断致密物质内部几何结构和物理特性的最有效技术.高能质子照相在穿透能力、材料识别、空间分辨率等方面都优于 X 射线照相,已经成为美国先进流体动力学试验装置的优先进展对象.文章详细介绍了高能质子照相方案及其讨论进展. 关键词光电子学,质子照相,综述,质子加速器,磁透镜 AbstractHigh-energyflashradiographyisthemosteffectivetechniquetointerrogateinnergeometricalstructureandphysicalcharacteristicofdensematerials.Itisshownthathigh-energyprotonradiographyissuperiortohigh-energyx-rayradiographyinpenetratingpower,materialcompositionidentificationandspatialresolution.ProtonradiographyistakenasaleadingcandidatefortheAdvancedHydrotestFacilitybytheUnitedStates.Theprojectandcurrentdevelopmentinhigh-energyprotonradiographyisreviewed. Keywordsoptoelectronics,protonradiography,review,protonaccelerator,magneticlens 1 引言 高 能 闪 光 照 相 始 于 美 国 的 曼 哈 顿 计 划 （ Ｍanhattanproject）,并持续到现在,它一直用来猎取爆轰压缩过程中材料内部的密度分布、整体压缩的效果以及冲击波穿过材料的传播过程、演变和压缩场的进展的静止“冻结”图像.这一过程非常类似于医学 X 射线对骨骼或牙齿的透射成像.高能闪光照相有两个显著特点:首先,照相客体是厚度很大的高密度物质,要求能量足够高;其次,客体内的流体动力学行为瞬时变化,要求曝光时间足够短. 目前,世界上最先进的闪光照相装置是美国洛斯•阿拉莫斯国家实验室(LANL)的双轴闪光照相流体动力学试验装置（DARHT）［1］.它是由两台相互垂直的直线感应加速器组成的双轴照相系统,一次实验能从两个垂直方向连续拍摄 4 幅图像,并且在光源焦斑和强度方面都有提高.但是,DARHT 也仅有两个轴,这是获得三维数据的最小视轴数目,最多只能连续拍摄 4 幅图像,不能进行多角度多时刻的辐射照相,获得流体动力学试验的三维图像.而且 DARHT 的空间分辨率受电子束斑大小的制约.由于电子相互排斥,电子束不能无限压缩,束流打到转换靶上,产生等离子体，使材料熔化，这在一定程度上扩展了束斑直径,从而使 X 射线光斑增大.估量最小的电子束直径为 1—2mm,制约了空间分辨率的提高. 讨论人员希望实现对流体动力学试验进行多角度(轴)、每个角度多时刻(幅)的辐射照 相,...
