2021年CAIA獎一等獎：基于激光等離子體的沖擊片起爆瞬態X射線分析技術
完成單位：中國工程物理研究院激光聚變研究中心、中國工程物理研究院化工材料研究所、中國工程物理研究院計量測試中心、四川蜀興優創安全科技有限公司
完成人：易濤 秦培均 付秋菠 王峰 雷凡 楊爽 郭曉東 張志銘 車延博 何鵬
成果簡介：
本項目實現了基于激光等離子的沖擊片起爆瞬態X射線分析技術，開發了沖擊片雷管瞬態X射線分析技術，解決了沖擊片雷管起爆時刻等離子體物質密度大、光學無法穿透測量難度大的問題，提出了基于激光等離子體的沖擊片雷管瞬態X射線分析技術，實現了沖擊片起爆瞬間0~300ns范圍內關鍵過程的的精確測量與分析，測試范圍覆蓋5mm起爆區域，時間分辨率1ns。研制了針對沖擊片起爆分析的電磁脈沖同步裝置，同步精度達到100ps，同步時刻范圍為0~10μs。研制了高空間分辨的沖擊片動態X射線成像裝置，空間分辨率達到8μm，能夠在100J/1ns高功率激光系統上穩定運行并抓取沖擊片起爆瞬態時刻X射線圖像，視場范圍達到5mm，可提供起爆關鍵過程中電爆等離子體的時空分布信息，為評估雷管性能以及優化設計提供試驗數據支撐。
創新點及科學價值：
本項目提出了一種基于激光等離子體的沖擊片雷管瞬態X射線分析方法，建立了基于高功率脈沖激光系統的沖擊片雷管瞬態X射線分析裝置，研究了高分辨大視場起爆成像的脈沖X射線源，實現了X射線瞬態照相時刻與沖擊片雷管起爆之間的精確同步，解決了沖擊片起爆瞬間物質密度大、光學無法穿透、測量難度大的工程問題，實現了沖擊片雷管0~300ns瞬態時間范圍內關鍵過程的動態X射線分析。
社會經濟效益：
本項目實現了國內首次沖擊片起爆過程瞬態X射線測試。國際上美國發展了一種基于先進光子光源大型加速器裝置的沖擊片起爆過程的X射線成像方法，該方法試驗裝置體積龐大、操作過程復雜、試驗成本過高等問題，限制了該技術的推廣與應用。本項目利用激光等離子體作為瞬態X射線光源實現了電爆炸瞬態過程動態X射線成像，所設計的緊湊型沖擊片動態X射線成像裝置的體積小，試驗成本大幅降低，能夠在工程測試中大規模應用，為電爆炸起爆過程測量提供了新手段。
應用前景：
本項目技術可以為雷管起爆裝置、電子電氣系統中開關和保險器件等提供動態加載過程測試，為器件優化提供試驗數據，為產品的安全性和可靠性測試提供手段。
