第1章 惯性约束聚变导论 1
1.1核能释放物理基础 1
1.1.1放热核反应——裂变和聚变 1
1.1.2重核裂变与链式反应 2
1.1.3核裂变放能过程 4
1.1.4轻核聚变 5
1.1.5某些重要的聚变反应 7
1.1.6热核聚变反应率 9
1.2激光聚变 10
1.2.1热核聚变及途径 10
1.2.2用于驱动聚变的高功率激光器 16
1.2.3激光聚变驱动方案 19
1.2.4激光聚变靶 20
1.2.5高功率激光与靶耦合 23
1.2.6内爆动力学 32
1.2.7聚变点火与燃烧 38
1.2.8聚变靶丸能量增益 50
1.2.9惯性约束聚变能和激光惯性约束聚变裂变引擎 50
1.2.10激光聚变需要诊断的主要物理量特征和对诊断系统的要求 53
参考文献 53
第2章 热核燃料等离子体状态与聚变速率诊断 56
2.1聚变燃料等离子体状态——密度和面密度诊断 56
2.1.1聚变中子内活化方法 56
2.1.2聚变中子在燃料等离子体中产生的反冲核方法 58
2.1.3燃料初级与次级聚变产额比方法 64
2.1.4聚变产物高能质子用于靶丸面密度等诊断 67
2.1.5 D核削裂反应产物——高能质子诊断靶丸面密度 69
2.1.6带电粒子测量方法 72
2.2聚变燃料等离子体状态——离子温度诊断 76
2.2.1测量初级聚变反应产物粒子能谱诊断离子温度 76
2.2.2不同聚变反应道聚变产额比诊断离子温度 94
2.3聚变产额测量方法 94
2.3.1中、低聚变中子产额测量方法 95
2.3.2高聚变中子产额测量方法 100
2.4惯性约束聚变反应速率诊断 102
2.4.1引言 102
2.4.2聚变中子时间谱测量方法 103
2.4.3聚变γ时间谱测量方法 107
2.4.4中子非弹散射（n，n′γ）产生的γ射线诊断聚变反应速率 115
2.5脉冲γ射线和轫致辐射测量方法 116
2.5.1γ射线和轫致辐射能谱测量方法 116
2.5.2冷壳或冷燃料与热燃料混合诊断方法 118
参考文献 121
第3章 激光等离子体电子温度密度诊断技术 123
3.0引言 123
3.1冕区等离子体物理 125
3.1.1逆韧致吸收 125
3.1.2参量不稳定性——SRS、SBS 128
3.1.3参量不稳定性—成丝与自聚焦 139
3.2影响冕区等离子体状态的其他重要过程 141
3.2.1电子热传导 141
3.2.2 X射线转换 145
3.3 Thomson散射简介 151
3.3.1 Thomson散射参数诊断应用原理 152
3.3.2 Thomson散射参数诊断设计概述 154
3.3.3 Thomson散射参数诊断应用 155
3.4相邻元素共振线强度比诊断电子温度 159
3.5共振线与伴线强度比诊断电子温度 163
3.6 Stark展宽效应诊断电子密度 165
3.7激光探针法诊断冕区电子密度分布 167
3.8 X射线激光探针诊断等离子体电子密度 170
3.8.1 X射线激光探针方法基本原理 172
3.8.2 X射线激光用做探针光源的要求 173
3.8.3 X射线激光干涉法测量电子密度研究 174
3.8.4莫尔偏折法测量电子密度分布 178
3.9用X射线汤姆逊散射诊断等离子体参数 186
参考文献 194
第4章X射线谱学、辐射温度和不透明度诊断 200
4.1高温、高密度等离子体发射的X射线谱特性 200
4.1.1引言 200
4.1.2高温、高密度等离子体发射的X射线光谱特性 201
4.2 X射线线谱测量 203
4.2.1 X射线与物质相互作用 203
4.2.2 X射线线谱测量方法 206
4.3辐射温度诊断 235
4.3.1黑体辐射和辐射温度 235
4.3.2辐射能流和谱积分亮温诊断技术 237
4.3.3色温诊断技术 245
4.3.4通过热动平衡系统离子温度诊断辐射温度 247
4.4辐射不透明度诊断 248
4.4.1辐射不透明度 249
4.4.2几种典型的辐射不透明度理论模型 250
4.4.3辐射不透明度测量 253
参考文献 264
第5章ICF实验精密成像技术 270
5.1引言 270
5.2 X射线针孔成像技术 270
5.2.1针孔成像技术原理 270
5.2.2 X射线针孔成像涉及的一些技术 273
5.3 X射线编码成像技术 275
5.3.1引言 275
5.3.2波带片编码成像基本原理 276
5.3.3波带片编码成像的数学表述 278
5.3.4波带片编码成像的数值重建 279
5.3.5其他的编码成像技术及其简单对比 280
5.4反射式X射线成像系统 281
5.4.1引言 281
5.4.2反射式成像原理与结构 282
5.4.3反射式系统空间分辨影响因素分析 287
5.4.4掠射反射系统在ICF中的应用 288
5.5基于衍射光学元件的X射线成像技术 290
5.5.1引言 290
5.5.2 X射线衍射成像原理 291
5.5.3衍射元件制作与空间分辨 296
5.5.4 X射线衍射成像在ICF中的应用 296
5.6 X射线背光照相技术 297
5.6.1 X射线背光照相原理 298
5.6.2 X射线背光源 300
5.6.3成像与图像记录 302
5.6.4背光成像在ICF中的应用 302
5.7聚变中子成像技术 309
5.7.1引言 309
5.7.2中子半影编码成像技术 310
5.7.3编码孔设计与加工 314
5.7.4成像系统瞄准技术 315
5.7.5中子记录介质 319
5.8高能质子透视成像技术 323
5.8.1引言 323
5.8.2质子照相原理 323
5.8.3质子源的产生及特性 326
5.8.4质子照相中的图像记录 330
5.8.5质子照相中的图像分析 330
5.8.6质子照相应用实例 331
参考文献 333
第6章 惯性约束聚变诊断中常用的探测器件和测量仪器 339
6.1 ps和sub-ns时间响应闪烁体光电探测器 339
6.1.1闪烁体 339
6.1.2真空型光电器件 346
6.1.3闪烁体光电探测器时间响应 348
6.2 Si PIN电流型探测器 349
6.2.1 Si PIN探测器结构和工作原理 349
6.2.2 Si PIN探测器对辐射和粒子的响应 350
6.2.3 Si PIN探测器时间响应 353
6.2.4 Si PIN探测器输出线性动态范围 358
6.3光电导探测器 359
6.3.1引言 359
6.3.2对辐射的灵敏度 360
6.3.3 GaAs和InP ： Fe探测器的时间响应 361
6.3.4 GaAs和InP ： Fe探测器中子辐照改性 364
6.3.5金刚石光电导探测器 366
6.4电荷耦合器件 372
6.4.1 CCD的结构和工作原理 372
6.4.2 CCD的性能 373
6.5 CR-39固态径迹探测器 375
6.5.1 CR -39固态径迹探测器工作原理 375
6.5.2 CR - 39固态径迹探测器腐蚀径迹特征参数 376
6.5.3 CR - 39固态径迹探测器带电粒子径迹辨别 377
6.5.4 CR - 39固态径迹探测器中的噪声、本底和减小措施 378
6.5.5 CR - 39固态径迹探测器在ICF中的应用 379
6.6 X射线分幅相机 380
6.6.1 MCP分幅相机的结构与工作原理 380
6.6.2 MCP分幅相机的主要性能 383
6.7条纹相机 385
6.7.1条纹相机的结构和工作原理 386
6.7.2光阴极谱灵敏度 386
6.7.3时间分辨率和影响因素 387
6.7.4线性输出动态范围 390
6.7.5空间分辨 390
6.7.6触发时间晃动 390
6.8 X射线分幅相机和条纹相机在惯性约束聚变等诊断中的应用 392
6.8.1 X射线分幅相机的应用 392
6.8.2条纹相机在激光—等离子体相互作用和惯性约束聚变中的应用 392
参考文献 397