美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究团队近日成功研制出全球亮度最高的X射线源，其强度较之前设备提高了两倍。这一突破性成果将为核聚变能源研究等领域的发展提供重要支持。
为了实现这一目标，研究团队结合了国家点火装置（NIF）激光器和超轻金属泡沫。作为能量最高、功率最大的激光器之一，NIF激光器能够发射出极高强度的光脉冲。而金属泡沫则是一种具有海绵状结构的多孔材料，在实验中表现出独特的特性。
研究团队选择了银作为制作金属泡沫的材料，因为金属产生的X射线能量与其原子序数相关。团队在新闻稿中解释道：“我们选择银是因为需要产生能量超过2万电子伏特的X射线。”此外，泡沫的结构在实验中也起到了关键作用。团队使用模具和银纳米线制造了直径为4毫米的圆柱形靶材。
与普通金属不同，当NIF激光照射到金属泡沫时，其多孔结构使得激光能够更深入地穿透材料，从而加热更大体积的物质。LLNL科学家杰夫·科尔文表示：“我们制造的银泡沫密度约为固体密度的1/1000，仅略高于空气密度。在这种泡沫中，NIF激光加热的材料体积更大，且热量传播速度远快于固体材料。”
研究团队还通过调整泡沫密度进行了进一步实验，以确定最大化能量输出的最佳结构。这种新型X射线源在科学探索中展现出巨大潜力，其高亮度和高能量特性特别适用于对极其致密的物质进行成像和分析。
这项突破不仅在等离子体物理学领域具有重要意义，还可能为惯性约束聚变开发更精确的模型提供新思路，从而推动清洁能源技术的发展。
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