Diagnostisk kapacitet gør det muligt for forskere at lave røntgenfilm

Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskere arbejder på en ny diagnostisk kapacitet, der vil give, for første gang, evnen til at lave røntgenfilm.

Det første eksperiment, der testede princippet, døbt Bipolar Reset Experiment (BIRX), blev udført på LLNL's Flash X-Ray (FXR) dyb-penetration radiografisk facilitet på Site 300. Holdet har fokuseret på at accelerere FXR elektronstrålen ved hjælp af aktive reset induktionsceller drevet af bipolære solid-state pulsere.

Nathaniel Pogue, accelerator fysik gruppeleder i LLNL's National Security Engineering Division, sagde, at eksperimentet viste første gang, at et solid-state pulsed-power system er blevet brugt til at accelerere (give energiforstærkning), til kiloamps elektronstråle. Det er også første gang, at et bipolært solid-state pulsed-power (BSSPP) system er blevet brugt til at accelerere kiloamps elektronstråle. Dette viser hurtig vækst og modning af den bipolære pulserende kraftteknologi og acceleratorhardware, samt LLNL-teamets opfindsomhed og opfindsomhed.

"Dette arbejde vil gøre det muligt for forskere at skabe røntgenfilm af genstande af interesse, hvor hvert billede er 10 til 100 sekunder af nanosekunder fra hinanden, når en fuld accelerator er lavet, " han sagde, tilføjer, at hver stråleimpuls fungerer som en ramme i filmen.

Disse film ville give forskere, der arbejder på hydrodynamiske eksperimenter, mulighed for at indsamle 5 til 10 gange flere billeder og data end de nuværende muligheder. Dette vil give meget mere information med færre eksperimenter, forbedring af kapaciteten til at understøtte National Nuclear Security Administrations lagerstyringsprogram.

Holdet udførte eksperimentet ved at udvikle to bipolære celler, der blev indsat i FXR-strålelinjen. Holdet koblede derefter to celler til fire BSSPP-systemer, der leverede energien til cellerne. Da FXR blev affyret, strømmen fra BSSPP blev skubbet ind i cellerne, som derefter producerer en høj spænding over dens mellemrum for at accelerere FXR-strålen.

Pogue sagde, at en energianalysator målte forskellen i energi, viser, at energien blev overført fra pulseren til strålen via cellen. FXR har to tilstande, enkelt-puls og dobbelt-puls.

Nøglepunktet i eksperimentet ud over brugen af ​​solid-state pulserende kraft til at accelerere kiloamps stråle for første gang, er, at cellerne blev affyret for at accelerere den første puls fra FXR og er udtømte. Mellem den første impuls og anden impuls fra FXR, en nulstillingsimpuls sendes til cellerne, effektivt at genopbygge dem eller genoprette dem for at være klar til at accelerere igen. Når den anden FXR-puls kommer, systemet er i stand til at accelerere igen. Denne nye teknologi giver mulighed for at nulstille eller genopfylde cellerne mellem pulser eller billeder – hvilket giver mulighed for et stort antal billeder – eller en film.

Næste trin i projektet er at færdiggøre designet af en testinjektor, der i øjeblikket er undervejs, og at konstruere testinjektoren på LLNL. Dette vil hjælpe med at demonstrere et integreret system ved hjælp af denne teknologi, der både kan producere en stråle og accelerere den. Målet er at få dette trin gennemført inden for de næste to år.