上海光源线站工程有新进展!为气泡动力学问题研究带来新手段

2022-01-19 21:35:34 - 北京青年报

原标题:上海光源线站工程有新进展!为气泡动力学问题研究带来新手段来源:青瞳视角

上海光源线站工程有新进展!为气泡动力学问题研究带来新手段

近日,国家重大科技基础设施上海光源线站工程取得关键进展。储存环内安装的国内首台无源超导三次谐波腔模组将束团长度拉伸约3倍,结合束团纯化系统,实现了混合束团填充模式下单束团流强高于20mA,支持快速X光成像线站在国内首次成功实现了基于同步辐射光源的单脉冲超快硬X射线成像,其成像时间分辨率达到60ps,并被应用到气泡动力学的超快测量,清晰观测到在激光烧蚀后不同时刻水中气泡的形核、长大、破裂以及射流过程的超瞬态图像,尤其是清晰观测到传统光学诊断手段无法观测到的微射流过程,为气泡动力学这一经典问题的深入研究带来了崭新的手段。

上海光源线站工程有新进展!为气泡动力学问题研究带来新手段

快速X光成像线站是一条硬X射线能量段、实现从毫秒到亚百皮秒时间分辨和微米级空间分辨成像的光束线站,该线站配置有先进的材料动态响应实验平台、高速流体动力学实验平台、动态显微CT实验平台,其液氮冷却低温波荡器、液氮冷却双晶单色器、单脉冲超快X射线成像探测器、高速X射线成像探测器、快速X射线成像探测器、快门系统、同步定时系统等光束线站关键设备均由上海光源自主研制。特别是,研制成功的成像探测器可一次拍摄双幅或多幅单脉冲成像图像,时间分辨率可达60ps,空间分辨率可达1.3μm,对于不可重复的超快过程可实现连续、高分辨、单脉冲超快X射线成像。为基于研制的双幅单脉冲超快X射线成像探测器拍摄得到激光加载后两个时刻上的水中气泡的瞬态图像,可以清晰观测到一次激光加载后,水中气泡在两个时刻上不同的结构变化,两幅图像之间最短时间间隔为1.44μs。

上海光源线站工程有新进展!为气泡动力学问题研究带来新手段

该线站的建成表明,上海光源自主建设高水平硬X射线光束线站的能力登上新台阶,我国已成功突破同步辐射X射线超快成像的关键技术并取得重要进展,这将为我国在材料冲击响应、结构动力学、高速流体动力学、软物质动力学等方向的基础和应用研究提供有力支撑,特别是为航空航天复合材料、推进剂和轻质合金动态服役行为研究提供超快显微观测能力,并对关键工程材料设计具有重要指导意义。文/记者帅俊全

编辑/朱葳

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