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激光驱动银泡沫创造史上最亮X射线源,开启核物理研究新篇章

2025-01-20

在像牙医诊所这样的地方,X射线通常是用电子束轰击金属目标而产生的。电子与金属中的电子相互作用,释放出一束X射线。

然而,新系统用激光代替了电子束,用一种非常特殊的金属靶代替了通常的金属靶。这次是用泡沫银做的。

泡沫是4毫米宽的圆柱形靶。它们是通过将银纳米线悬浮在一个特殊的模具中来制造的。经过超临界干燥过程来除去溶液,剩下的是银泡沫,其密度只有普通银的千分之一。事实上,它的密度和空气差不多。

好吧,这很聪明,但为什么呢?

关键在于,这种蓬松的银的体积重量比固体银大得多。这意味着热量可以比其他方式更快地流过它。这也意味着整个圆柱体可以在15亿分之一秒内均匀加热。

其结果是一个能量超过20000电子伏特的x射线源。这在日常尺度上是微不足道的,但在核物理的微观尺度上,这确实是一个非常大的数字。

根据LLNL的说法,这种新的X射线光的发展不仅将推动我们对聚变过程的理解,而且在产生X射线时产生的等离子体将为远离热平衡的明亮的热金属等离子体提供新的见解。

LLNL的科学家Jeff Colvin说:“展望未来,这意味着我们需要重新思考我们对热传输的假设,以及我们如何在这些特定的金属等离子体中计算它。”

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