【摘 要】
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在惯性约束聚变(ICF)研究领域,靶丸在内爆压缩期间,由于靶丸壳层的不规则扰动引起流体力学不稳定性的增长,由此导致的不对称压缩和燃料混合使内爆效率降低甚至实验失败.为了抑制流体力学不稳定的增长需要严格控制靶丸表面形貌和壁厚参数.目前可用于靶丸壁厚参数测量的方法有白光垂直扫描干涉法(VSI)、接触式X光照相法(CR)、光学膜厚测量法、XCT投影壁厚提取法等.VSI法只能测量透明性好的靶丸,且测量的面
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在惯性约束聚变(ICF)研究领域,靶丸在内爆压缩期间,由于靶丸壳层的不规则扰动引起流体力学不稳定性的增长,由此导致的不对称压缩和燃料混合使内爆效率降低甚至实验失败.为了抑制流体力学不稳定的增长需要严格控制靶丸表面形貌和壁厚参数.目前可用于靶丸壁厚参数测量的方法有白光垂直扫描干涉法(VSI)、接触式X光照相法(CR)、光学膜厚测量法、XCT投影壁厚提取法等.VSI法只能测量透明性好的靶丸,且测量的面区十分有限；CR法在一次成像中只能测量靶丸赤道面的壁厚轮廓；光学膜厚测量法属于点测量模式,要求靶丸透明性良好；投影壁厚提取法忽略了各角度投影图之间的相关性信息,重构的壁厚图出现明显的“棱线”,影响了靶丸壁厚的重构质量.相比较而言,目前尚无一种适合靶丸三维壁厚测量的方法,为此,本文提出一种基于CT重建的壁厚测量方法.具体思路是重构靶丸再提取壁厚参数,然后校准回转误差,进而通过滤波反投影算法重建靶丸的线性系数分布函数,然后进行空间插值,对插值结果计算二阶微分,得到靶丸全角度内外表面的形貌和壁厚.通过标准网格的标定实际尺寸并进行畸变校正,结果表明该方法在10X物镜下的分辨率为0.2μm.重建了GDP掺Ge靶丸的三维壁厚,实验结果与CR的壁厚偏差为0.5μm,测量不确定度小于1μm.另外,采用该方法获得了壳层内部掺杂层的三维厚度分布.该方法不受靶丸透明性的限制,适用于GDP掺Ge和Be掺Cu等多种靶丸的壁厚测量,适用于靶丸全角度的三维壁厚、内外表面、掺杂层形貌的测量.
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