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)實驗產生的高能量密度(HED)物質的一個挑戰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最大的激光器NIF制造的新晶體形狀。激光產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現的那些，可能是地球上創造的最極端的物質狀態。

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，所獲得的數據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"。

關鍵詞： X射線 晶體光譜儀 物理實驗室 光譜儀