大阵列NTOF谱仪中时间测量和控制系统原型的研制

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1、中国科学技术大学博士学位论文大阵列nToF谱仪中时间测量和控制系统原型的研制姓名：张岳华申请学位级别：博士专业：物理电子学指导教师：金革;虞孝麒20070401些优点使得大面子中子探测器阵列系统已成为ICF诊断的标准技术。为“神光3”原型设计的大面积中子探测器阵列，总体的时间分辨设计指标为lns。它的电子学系统原型采用的是前沿定时甄别加直接时间一数字转换，辅以幅度修正的方法。整个电子学原型系统由放大定时甄别模块、时间测量模块、幅度测量模块、控制模块、扇出模块等等组成。为了给探测器和光电倍增管系统留下的足够的设计余地，电子学系统的时间分辨需要达到lO

2、Ops，而时间测量模块的时间分辨为60ps。在经过一系列的电子学测试，时间测量模块以及整个电子学系统都达到了设计指标，控制模块工作正常。之后和探测器系统进行了连接，利用宇宙线进行了电子学系统的“时间一幅度”修正能力的测试，证明了其最终的时间分辨满足了大面积中子探测器阵列的需求。本文的创新点在于；1)为国内的ICF实验装置首台大面积中子探测器阵列的建立，研制了电子学系统原型中时间测量模块和控制模块。2)首次在ICF实验的多通道的时间测量中采用了新型的“时间一数字转换”芯片，它采取的精细时间内插技术和“校正”功能，保证了时间测量模块较好的时间分辨，长达

3、1000ns的测量动态范围，和良好的通道一致性。IIAbstractInthe1ate1980stheICF(inertialconfinementfusion)，drivenbyhigh—powerlaser，hadbeenasoneofhigh—techresearchdevelopmentthemes，aimedatresearchingonadvancedlaserstrategicdefensetechnologyandtheuseof1asertechnologytodevelopresearchandtechnologyoperati

4、onofICF．ICFisahighlYcomplex，muitidisciplinaryresearchfield，andtheresearchworkofICFhasbeenveryimportantonthenationaleconomy，militaryapplications，andexplorationofbasicsubjects．NuclearfusionreactionproductsinICFcanbeusedtostudycharacteristicsofitsplasma．Becausenotonlynuclearreact

5、ionproductsareproducedduringthecombustiontime，butalsoproducedinthecombustionareaoffuelpill．Nucleardiagnosticscanbeusedtomeasuremanyofthepropertiesofimplosionprocess，suchasneutronyield，iontemperature，ruelarealdensity(pR)，etc．Comparingwithotherdlagnosticstechnologles，nucleardiag

6、nosticswillbelessdisturbed．TheultimateobjectireofICFistoachievecontroliablethermonuclearfusion，andoneofthemostimportantsymbolsistheproductionofnuclearfusion—neutron-Iontemperatureandfuelarealdensity

7、rsintheinterioroftargetpill．Duringthefusion，theenergyofprimaryneutTOniSSimplex(theneutronenergyoftheDDfuelresponseis2．45MeV；and14．1MeVofDTfuelresponse)withtheDopplerbroadening，whichisduetothecenter—of-massvelocitYofreactingionpalrsandischaracterizedbytheiontemperatureforaMaxwe

8、lliandistributionofionswithzerocoilectivevelocitY．SoIontemper