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高速相機(jī)捕捉Spheromak等離子體
（論文部分內(nèi)容摘抄）
幾十年來，熱核能帶來的無限、廉價(jià)和清潔能源的前景一直吸引著科學(xué)家們，而當(dāng)我們面對(duì)環(huán)境危害和氫碳化合物的有限供應(yīng)時(shí)，這種前景就更加誘人了。盡管可行的聚變反應(yīng)器仍然是一個(gè)夢(mèng)想，但該領(lǐng)域的研究不斷成熟，產(chǎn)生了新的裝置設(shè)計(jì)。成像技術(shù)在監(jiān)測(cè)這些設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)原型的性能方面占有一席之地。
反應(yīng)堆不論是基于磁性控制，還是基于激光或離子驅(qū)動(dòng)的慣性方法，都將把和壓縮成比太陽溫度更高的等離子體，產(chǎn)生氦-4和中子。該工藝將釋放出約3.4x1014J/kg的燃料，比化學(xué)反應(yīng)的釋放量高出約7個(gè)數(shù)量級(jí)。
但將理論付諸實(shí)踐并非易事，聚變物質(zhì)的基本問題是，聚變發(fā)生的溫度約為100，000，000°，沒有任何材料能夠維持這樣的溫度，等離子體物理研究小組的研究人員正在使用（德國 Excelitas PCO 公司的pco.dicam 像增強(qiáng)器相機(jī)） ，對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)性球形反應(yīng)堆中的聚變等離子體進(jìn)行成像。
實(shí)驗(yàn)室的持續(xù)球體物理實(shí)驗(yàn)研究員，在為甜甜圈形狀的項(xiàng)目削減了十多年的資金后，研究磁約束的美國科學(xué)家再次開始研究球形太空艙，該太空艙提供了一種可能更簡單、更經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。“在球磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)幾乎完全由等離子體內(nèi)部流動(dòng)的磁場(chǎng)產(chǎn)生，不需要昂貴的磁線圈系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)在聚變研究中是至關(guān)重要的，因?yàn)槿S等離子體的動(dòng)力學(xué)可能超出了計(jì)算機(jī)模擬的能力。研究人員監(jiān)測(cè)的密度，溫度和在1米直徑的實(shí)驗(yàn)裝置中，研究了等離子體的湍流，以及磁場(chǎng)的行為，以便加深對(duì)基本物理的理解。
還是那句話，這說起來容易做起來難。等離子體運(yùn)動(dòng)極快，壽命極短。雖然不需要同步快門和閃光燈，因?yàn)榈入x子體產(chǎn)生自己的光，但在典型的實(shí)驗(yàn)拍攝中，快門速度為20至150ns是必要的。
斯波洛馬克實(shí)驗(yàn)。研究人員選取了快門速度為3 ns至1000 s的高速1280X1024像素像增強(qiáng)相機(jī)和單級(jí)微控制板強(qiáng)化器。這對(duì)于成像等離子體是有用的，等離子體非常明亮，但也轉(zhuǎn)瞬即逝。因此收集起來很有挑戰(zhàn)性足夠的光子來分解現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)。這攝像頭是一個(gè)（廣州市元奧儀器有限公司的PCO.dicam系列）高速像增強(qiáng)相機(jī)。
聚變研究并不僅*依靠一種診斷模式，該團(tuán)隊(duì)使用了幾種儀器來檢查4毫秒長的放電不同階段的等離子體。他說:“將這些測(cè)量結(jié)果與其它診斷方法(例如邊緣磁探頭、電壓跡線、H-a線檢測(cè)儀等)進(jìn)行關(guān)聯(lián)也非常有用，有助于闡明物理現(xiàn)象和其它宏觀變化。
德國 Excelitas PCO 公司的pco.dicam像增強(qiáng)器相機(jī)，具備高分辨率、高感光度、快速幀重復(fù)率、精確捕捉超快速過程的優(yōu)點(diǎn)，將可實(shí)現(xiàn)高效的單光子檢測(cè)，為實(shí)驗(yàn)提供強(qiáng)而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。
廣州市元奧儀器有限公司作為德國 Excelitas PCO 公司像增強(qiáng)器相機(jī)在中國的代理商之一，為客戶提供各種成像系統(tǒng)解決方案，如對(duì)相關(guān)產(chǎn)品感到興趣，歡迎隨時(shí)聯(lián)系交流！
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