勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的科學家們與普林斯頓等離子體物理實驗室（PPPL）合作，設計了一種新型X射線晶體光譜儀，對國家點火設施（NIF）實驗產(chǎn)生的高能量密度（HED）物質的一個挑戰(zhàn)性特征進行高分辨率測量。

　　這項工作在《科學儀器評論》（Review of Scientific Instruments）的一篇論文中有所介紹，該論文描述了正在為世界上能量大的激光器NIF制造的新晶體形狀。

　　激光產(chǎn)生的高能量密度等離子體，類似于在恒星、核爆炸和巨型行星核心中發(fā)現(xiàn)的那些，可能是地球上創(chuàng)造的極端的物質狀態(tài)。

　　PPPL之前為NIF建造了一個光譜儀，于2017年交付，為慣性約束核聚變實驗提供了NIF極端等離子體的溫度和密度的高分辨率測量，所獲得的數(shù)據(jù)在特邀會談和同行評議的出版物中得到了介紹。

　　這些儀器測量關鍵參數(shù)的輪廓，如大量熱質體的離子和電子溫度，這些熱質體被磁力限制在圓環(huán)形托卡馬克核聚變裝置中以促進核聚變反應。相比之下，NIF激光產(chǎn)生的HED等離子體是微小的、點狀的物質，需要不同設計的光譜儀進行高分辨率研究。

　　該光譜儀檢查銅、鉭和現(xiàn)在的鉛EXAFS。從銅到鉭再到鉛，X射線的能量越來越高，信噪比越來越低，因此需要優(yōu)化光譜儀的設計。

　　這項合作將于10月轉移到NIF，屆時新晶體將被安排在那里進行測試，兩個實驗室的研究人員都急切地等待著結果。

　　“在NIF進行的測量高X射線能量下的EXFAS光譜的實驗，信號很低，”Schneider說。“論文中描述的光譜儀設計集中了低信號，提高了信噪比，同時保持了觀察EXAFS所需的高分辨率。與常用的球形、圓柱形或環(huán)形彎曲的晶體不同，這種新形狀的晶體遵循正弦螺旋形，這樣一個新穎的設計使得它有可能滿足EXAFS測量的嚴格要求，以探測高度壓縮的高Z材料的熱狀態(tài)”。