科技日報記者 劉霞
據(jù)物理學家組織網(wǎng)15日報道，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）科學家將國家點火裝置（NIF）所發(fā)射的高功率激光與超輕金屬泡沫巧妙結合，創(chuàng)造出迄今最亮的X射線。這些超亮高能X射線在極致密物質（包括慣性約束聚變過程中產生的等離子體）成像等諸多研究領域具有重要作用。相關研究論文發(fā)表于新一期《物理評論E》雜志。
該團隊解釋了創(chuàng)造這種X射線的過程：高功率激光束撞擊銀原子，激發(fā)出等離子體，進而產生X射線。金屬原子的原子序數(shù)越高，其產生的X射線能量也就越高。
為造出能量高于20000電子伏的X射線，團隊在實驗中選擇了金屬銀。鑒于金屬的泡沫結構對于造出高能X射線至關重要，他們利用模具和銀納米線，打造出一個直徑為4毫米、高4毫米的圓柱形靶標。
團隊先將懸浮在模具溶液中的納米線進行冷凍處理，隨后利用超臨界干燥技術去除溶液，最終留下低密度多孔銀金屬泡沫。這種銀泡沫結構的密度僅為固體銀密度的千分之一。
這種泡沫結構具有諸多優(yōu)勢：NIF發(fā)出的激光能加熱更大體積的泡沫材料，且熱量的傳播速度遠遠快于在固體內的傳輸速度。整個銀泡沫圓柱體在約15億分之一秒內被激光束加熱，從而產生了迄今最亮的X射線。
除創(chuàng)建X射線源外，團隊還對多種不同的泡沫材料進行了深入探究，以確定哪種泡沫能夠提供最大的能量輸出。同時，他們還采用一種全新的數(shù)據(jù)分析技術來了解所產生的等離子體的物理性質。
