Flash x-ray radiography of argon jets in ambient air

Abstract

This paper describes the development and application of a soft x-ray flash radiography technique. A very compact soft x-ray flash source has been specially designed for these studies. The table-top x-ray source developed in this work emits strong doses, up to one roentgen at the output window, of x-ray photons, with most of them in the characteristic lines of the anode material (photon energy in the energy range 5-10 keV), in pulse of 20 ns FWHM with an x-ray emission zone smaller than . All these characteristics make this source attractive for the x-ray radiography of high-speed phenomena, down to ten nanoseconds duration and/or for the media presenting weak absorption for the harder x-ray photons emitted by more conventional flash x-ray systems. Argon streams in ambient air were chosen as a typical case to enlighten the potentialities of this method. Single-shot radiographs of such an argon jet through rectangular nozzles were obtained. No attempt of quantitative measurement of local density in the argon stream has yet been performed, only the qualitative structure of the jet has been investigated. Nevertheless, these preliminary results enable us to state that the diagnostics of gaseous or plasma media, even at rather low pressures, can proceed using soft x-ray flash radiography.

Mesures de profils de densité d'espèces par radiographie rapide sur des jets gazeux et liquides

“…Des mesures locales de densité d'espèces dans des jets gazeux et liquides peuvent ainsi être ajoutées aux radiographies rapides déjà obtenues [1]. Ces études sont particulièrement intéressantes pour améliorer les techniques de diagnostics sur des écoulements peu denses et en particulier pour les dispositifs d'injection.…”

“…Leur absorption lors de la traversée de milieux peu denses tels que écoulements gazeux ou liquides est suffisante pour révéler des contrastes significatifs sur des clichés radiographiques. Cette technique de diagnostic par radiographie rapide a été validée sur des jets d'argon se détendant dans l'air ambiant à pression atmosphérique [1]. Ces jets se détendent parallèlement, à quelques centimètres du film photographique à travers des buses cylindriques situées à des distances comprises entre 10 et 30 cm de la source flash X. Les films sont développés puis numérisés sur 256 niveaux de gris.…”

Conceptual design of a high-frame-rate fast neutron radiography detector

“…On the other hand, for inspection of high-speed phenomena, flash x-ray radiography offers a higher time resolution of about sub-microsecond, in an x-ray pulse of ~10 ns Full Width at Half Maximum (FWHM) with an x-ray emission zone of sub-micron [10,11]. Nevertheless, besides of its weaker penetration power than FNR, flash x-ray radiography has encountered serious problems on density inversion of samples.…”

Diagnostic X de la zone proche injecteur d'un jet cryogénique d'azote sous haute pression

“…II est composé de deux ensembles distincts, une partie alimentation et pompage, et une partie source, déportée, comprenant le système de mise en forme de l'impulsion haute tension et la diode X. Le principe de fonctionnement de ce flash est très similaire à d'autres développés précédemment au GREMI[3][4]. L'impulsion X est obtenue par décharge haute tension, en configuration anode pointe/cathode disque, dans la diode à une pression inférieure à 5.…”