基于微流体的聚变靶丸制备方法

摘要

基于微流控通道的聚变靶丸制备方法是一种基于微流体通道技术的惯性约束核聚变靶丸的制备方法，该方法采用微流体通道网络系统使靶丸溶液或前聚体在流动相中形成双重微乳液，并且双重乳液的内外径通过图像采集分析系统与流量控制系统实时调节，最终达到预先设定的尺寸。再基于液滴模板经过固化干燥，形成符合ICF靶要求的空心微球。该制备方法可以制备出大小均一，囊壁可控的空心微球，符合ICF靶的要求。其具体制备方法包括：1.)微流体通道的制备；2.)微乳液的制备；3.)微乳液尺寸的获取；4)双重乳液内外径的控制；5)聚变靶丸的制备。

主权项

一种基于微流体的聚变靶丸制备方法，其特征在于，该制备方法基于的乳液自动生成系统包括生成微乳液的芯片、液体流量控制的注射泵、微乳液尺寸观测的成像系统、图像分析和流量控制系统：采用微流体通道网络使靶丸溶液或前聚体在流动相中形成双重微乳液，双重乳液的形貌通过成像系统传送给控制系统进行图像分析获得双重乳液的内外径，然后通过流量控制系统调节各注射泵的流量实现双重乳液内外径的控制，从而实现空心靶丸的直径、壁厚可控；其具体制备方法包括以下步骤：1)微流体通道的制备：采用微加工技术在硅片、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯或聚二甲基硅氧烷微流体芯片上建立微流体通道网络系统，该系统有3个入口，分别为囊心相入口，囊壁相入口、流动相入口，有1个出口；2)微乳液的制备：将囊心相、囊壁相、流动相三相溶液分别装入三个针筒，分别对应连接所述的3个入口，用数字控制注射泵控制三相溶液流速，从出口得到均匀稳定的微乳液；3)微乳液尺寸的获取：通过成像系统观察微乳液的生成情况，实时采集微乳液的图像，通过图像分析计算出双重乳液的外径和内径；4)双重乳液内外径的控制：根据计算出的微乳液的内外径值以及它们与三相溶液流速之间的关系，自动调节三相溶液流速直至微乳液的内外径达到预先计算出的尺寸；5)聚变靶丸的制备：将微乳液囊壁干燥固化，去除囊心相，得到符合要求的空心聚变靶丸。