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HIPER設(shè)備的低溫冷凍靶系統(tǒng)
本附件作者：D．Chatain 和J．P．Perin
原文件參考號：CT 07-30
1.緒論………………………………………………………2
2.背景………………………………………………………2
3.原理陳述…………………………………………………2
3.1在LMJ方面的發(fā)展陳述………………………………...2
3.1.1低溫冷凍壓縮機………………………………………..3
3.1.2低溫冷凍抓取和轉(zhuǎn)移……………………………………3
3.1.3熱能的控制……………………………………………4
3.1.4熱防護罩…………………………………………….4
3.2低溫保持器設(shè)備………………………………………..5
4.HIPER設(shè)備單一打靶的概念設(shè)計……………………….6
4.1靶………………………………………………………..7
4.2靶定位器………………………………………………...9
4.3防護罩移出裝置………………………………………...10
4.3.1防護罩夾具………………………………………....11
4.3.2推進設(shè)備…………………………………………...12
5.參考文獻………………………………………………….13
1.緒論
本文主要介紹的是HIPER設(shè)備的低溫冷凍靶系統(tǒng)，而這個系統(tǒng)是由法國CEA/Grenoble低溫實驗室提出的。

2.背景
HIPER設(shè)備由一個直徑10m的真空腔構(gòu)成，在真空腔中心有一個直徑2mm并由40束激光照射的低溫冷凍靶，這些激光束在5ns內(nèi)的能量是200kJ。PW光速在10ps內(nèi)的能量是70kJ，預(yù)期獲得的能量是100 kJ。
靶就是一個充滿氘-氚（DT）的空球體，它是一個直接驅(qū)動靶。其尺寸如下：
氘-氚（DT）的外部半徑：1.044mm
氘-氚（DT）的內(nèi)部半徑：0.833mm
蒸汽密度：0.1mg/ mm3 (當溫度為16.3K時取值為0.1mg/ mm3)
固態(tài)氘-氚（DT）體積：2.35mm3
固態(tài)氘-氚(DT)質(zhì)量：593μg
β加熱功率：116μW

3.原理陳述
3.1在LMJ方面的發(fā)展陳述
在LMJ（Laser Megajoule project）中， CEA/Grenoble (SBT)低溫實驗室從1994年就開始負責(zé)冷凍基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計和建模。
3.1.1低溫冷凍壓縮機
LMJ靶的填充是通過微球壁的滲透來實現(xiàn)的。為了到達填充物質(zhì)的數(shù)量要求，在環(huán)境溫度不變的情況下，球內(nèi)部的壓力必須在1000到1500bars之間。為了保護靶在此壓力的作用下不被破壞，球內(nèi)壁和外壁之間的壓力差不腀@�1bar。為了解決這個問題，SBT采用了一種獨特的方法來進行試驗。在保持300K環(huán)境溫度的情況下，DT（氘氚）混合物在一個聯(lián)接填充室的小容器內(nèi)被液化，然后通過控制球壁的溫度，使小容器內(nèi)部從20K加熱到300K。這個系統(tǒng)不僅可以限制壓力的上升（球內(nèi)壁和外壁之間的壓力差△P），而且還可以保證在4到48小時這個時間段內(nèi)，其壓力變化的斜率為0.5到6bars每分鐘。在2003年的夏天，這個低溫冷凍壓縮機被運送到了Valduc研究中心，它被安裝在一個氚室中。在2005年年底，實現(xiàn)了兩個壓縮機的串聯(lián)（一前一后）工作。由于這個系統(tǒng)相對于活塞壓縮機來說沒有任何的移動部件，因此這個系統(tǒng)能夠保證至少30年靶產(chǎn)品的生產(chǎn)，同時系統(tǒng)自身失效（控制系統(tǒng)模擬仿真失效）時，由于系統(tǒng)的自然損耗伴隨的溫度上升不會引起任何壓力變化，系統(tǒng)的壓力仍然保