Talbot–Lau x-ray deflectometry (TXD) enables refraction-based imaging for high-energy-density physics experiments, and thus, it has been studied and developed with the goal of diagnosing plasmas relevant to inertial confinement and magnetic liner inertial fusion. X-pinches, known for reliably generating fast (∼1 ns), small (∼1 µm) x-ray sources, were driven on the compact current driver generator for ablation structure and implosion studies (∼200 kA, 150 ns) as a potential backlighter source for TXD. Considering that different X-pinch configurations have characteristic advantages and drawbacks as x-ray generating loads, three distinct copper X-pinch configurations were studied: the wire X-pinch, the hybrid X-pinch, and the laser-cut X-pinch. The Cu K-shell emission from each configuration was characterized and analyzed regarding the specific backlighter requirements for an 8 keV TXD system: spatial and temporal resolution, number of sources, time of emission, spectrum, and reproducibility. Recommendations for future experimental improvements and applications are presented. The electron density of static objects was retrieved from Moiré images obtained through TXD. This allowed to calculate the mass density of static samples within 4% of the expected value for laser-cut X-pinches, which were found to be the optimal X-pinch configuration for TXD due to their high reproducibility, small source size (⩽5 µm), short duration (∼1 ns), and up to 106 W peak power near 8 keV photon energy. Plasma loads were imaged through TXD for the first-time using laser-cut X-pinch backlighting. Experimental images were compared with simulations from the x-ray wave-front propagation code, demonstrating that TXD can be a powerful x-ray refraction-based diagnostic for dense Z-pinch loads. Future plans for Talbot–Lau interferometry diagnostics in the pulsed-power environment are described.
タルボット・ラウX線デフレクトメトリー（TXD）は、高エネルギー密度物理実験における屈折に基づくイメージングを可能にするため、慣性閉じ込め核融合に関連するプラズマおよび磁気慣性核融合に関連するプラズマの診断を目的として研究・開発が進められてきた。Xピンチは、高速（約1 ns）、微小（約1 µm）なX線源を確実に生成することで知られており、コンパクトな電流パルス発生装置（約200 kA、150 ns）を用いて駆動され、アブレーション構造および爆縮過程の研究のためのバックライター源として利用されてきた。異なるXピンチ構成がX線生成源としてそれぞれ特徴的な利点と欠点を有することを考慮し、ワイヤXピンチ、ハイブリッドXピンチ、レーザーカットXピンチの3種類の銅Xピンチ構成が研究された。各構成からのCu K殻X線 emission は、8 keV TXDシステムのバックライター要件、すなわち空間分解能、時間分解能、光源数、発光時間、スペクトル特性に関して特性評価および解析が行われた。その結果に基づき、今後の実験改善および応用に関する推奨事項が提示された。TXDを用いて、静的物体の電子密度分布がモアレ縞画像から再構成され、質量密度の算出が行われた結果、期待値に対して4%以内の精度で一致した。レーザーカットXピンチは、高い再現性、小さな光源サイズ（≤5 µm）、短い発光持続時間（約1 ns）、および8 keV光子エネルギー付近での最大約10^6 Wのピーク出力を有することから、TXD用途に最適なXピンチ構成であると判断された。このレーザーカットXピンチをバックライターとして用いたTXDにより、プラズマ負荷のイメージングが初めて実証された。得られた実験画像は、X線波動伝播シミュレーションコードによる計算結果と比較され、TXDが高密度Zピンチ負荷のX線屈折に基づく診断法として有力であることが示された。最後に、パルスパワー環境におけるタルボット・ラウ干渉計測の今後の発展計画について述べる。