Wetenschappers van Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) werken aan een nieuw diagnostisch vermogen dat zal zorgen voor, Voor de eerste keer, de mogelijkheid om röntgenfilms te maken.

Het eerste experiment dat het principe test, het Bipolaire Reset Experiment (BIRX) genoemd, werd uitgevoerd in LLNL's Flash X-Ray (FXR) radiografische faciliteit voor diepe penetratie op Site 300. Het team heeft zich gericht op het versnellen van de FXR-elektronenstraal met behulp van actieve reset-inductiecellen aangedreven door bipolaire solid-state pulsers.

Nathaniel Pogue, groepsleider acceleratorfysica in de National Security Engineering Division van LLNL, zei dat het experiment de eerste keer aantoonde dat een solid-state pulsed-power-systeem is gebruikt om te versnellen (voor energiewinst), tot kiloampère elektronenbundel. Het is ook de eerste keer dat een bipolair solid-state pulsed-power (BSSPP) -systeem is gebruikt om kiloampère elektronenbundel te versnellen. Dit toont een snelle groei en rijping van de bipolaire pulsed-power-technologie en accelerator-hardware, evenals de vindingrijkheid en vindingrijkheid van het LLNL-team.

"Met dit werk kunnen wetenschappers röntgenfilms maken van interessante items, waarbij elk frame 10 tot 100 nanoseconden van elkaar verwijderd is zodra een volledige versneller is gemaakt, " hij zei, eraan toevoegend dat elke straalpuls fungeert als een frame in de film.

Met deze films zouden onderzoekers die aan hydrodynamische experimenten werken, 5 tot 10 keer meer afbeeldingen en gegevens kunnen verzamelen dan de huidige mogelijkheden. Dit zal veel meer informatie opleveren met minder experimenten, het vergroten van de capaciteiten om het voorraadbeheerprogramma van de National Nuclear Security Administration te ondersteunen.

Het team voerde het experiment uit door twee bipolaire cellen te ontwikkelen die in de FXR-bundellijn werden ingebracht. Het team verbond vervolgens twee cellen met vier BSSPP-systemen die de cellen van energie voorzien. Toen de FXR werd ontslagen, de stroom van de BSSPP werd in de cellen geduwd, die vervolgens een hoge spanning over de opening produceren om de FXR-straal te versnellen.

Pogue zei dat een energie-analysator het verschil in energie heeft gemeten, waaruit blijkt dat de energie via de cel van de pulser naar de straal werd overgebracht. FXR heeft twee standen, enkele puls en dubbele puls.

Het belangrijkste punt van het experiment dat verder gaat dan het gebruik van gepulseerd vermogen in vaste toestand om voor de eerste keer kiloampère bundel te versnellen, is dat de cellen werden afgevuurd om de eerste puls van FXR te versnellen en zijn uitgeput. Tussen de eerste puls en de tweede puls van FXR, er wordt een resetpuls naar de cellen gestuurd, om ze effectief aan te vullen of te herstellen om weer klaar te zijn om te versnellen. Als de tweede FXR-puls komt, het systeem kan weer versnellen. Deze nieuwe technologie maakt het mogelijk om de cellen tussen pulsen of frames opnieuw in te stellen of aan te vullen - waardoor een groot aantal frames mogelijk is - of een film.

De volgende stap in het project is het afronden van het ontwerp van een testinjector die momenteel aan de gang is en de bouw van de testinjector bij LLNL. Dit zal helpen om een ​​geïntegreerd systeem te demonstreren dat gebruik maakt van deze technologie en dat zowel een straal kan produceren als versnellen. Het doel is om deze stap binnen de komende twee jaar te hebben afgerond.