超导托卡马克EAST限制器材料的腐蚀与沉积的研究

在磁约束聚变实验装置托卡马克中,第一壁材料直接面对高温等离子体,承受高能粒子的轰击。随着聚变装置等离子体存在时间的延长及辅助加热功率的增加,第一壁材料腐蚀和沉积将会越来越严重。材料的腐蚀一方面会污染等离子体影响聚变等离子体的品质,另一方面将危害装置的安全运行。为了提高材料的物理和化学溅射阈值,超导托卡马克东方超环(EAST)装置上选用掺杂碳化硅涂层石墨作为第一壁材料。本实验通过离子束表面分析方法,研究了EAST装置中限制器石墨材料的腐蚀与沉积特性,结果显示在累计大约36000s的等离子体实验中,安装在限制器上的标记瓦块近1μm的碳涂层基本被腐蚀,其腐蚀速率超过0.0278 nm/s。     

高分辨四极质谱计在HL-2A装置上的应用

将具有分辨氦(He)和氘(D2)能力的高分辨四极质谱计安装到HL-2A托卡马克装置上,同时送入氦气和氘气,得到了质谱计可分辨的最小He+/D2+峰值比.分别对真空室在辉光放电清洗前后、不同等离子体放电次数的氢同位素和氦进行测量,观察到四种工况下质谱峰m/q=4的主要成分为D2+,He+只在辉光放电清洗中作为工作气体引入.向真空室送入氘气后,比较了由分子泵和低温泵抽气的质谱情况.分压强的测量结果表明低温泵对氘气的抽速大于分子泵约18％.实验结果初步验证了高分辨四极质谱计应用于托卡马克装置可靠真空检漏和残余气体成分精确分析的可行性,并为托卡马克装置抽气泵的选型提供了依据.     

HT—6B托卡马克真空室的放电清洗

本文叙述了在HT-6B托卡马克装置上,采用脉冲放电清洗去除真空室壁表面杂质的初步实验结果。用四极质谱计来测量放电前后杂质的变化。实验结果表明,脉冲放电清洗是去除轻杂质的有效方法。     

快速环形放电装置中等离子体对器壁的作用

等离子体与器壁相互作用,严重地影响了托卡马克装置等离子体指标的提高。为此,在许多托卡马克装置和其他类型的聚变研究装置上用各种测量工具来观察研究等离子体与器壁间的相互作用。本文叙述在一个硬质玻璃器壁的快速环形放电装置上用质谱分析研究在高功率和低功率放电时等离子体对器壁的作用。     

基于Monte-Carlo方法模拟分析NBI真空压力分布的研究

中性束注入装置是产生高能中性粒子以加热托卡马克等离子体的装置。NBI真空压力分布是影响中性束传输效率特别是再电离损失的关键因素之一。研究分析了超导托卡马克实验装置中NBI的工作原理和结构特点,建立了EAST NBI的几何与物理模型,利用Monte-Carlo方法建立NBI主真空室内分子运动及碰撞的数学模型,并运用Matlab软件编程实现对NBI主真空室内真空压力分布的模拟计算,得到主真空室内三段区域在进气过程中的气体分子三维分布图和平均压力变化曲线。研究可为EAST NBI主真空室内的中性化室、偏转系统、低温抽气系统的结构设计提供指导。     

HT-7超导托卡马克装置真空系统参数的标定及分析

主要介绍HT-7超导托卡马克装置真空系统参数的标定和分析.在有无低温泵工作条件下,分别测量了HT-7真空系统对氢气、氘气、氦气和氮气的抽速曲线.分析包括器壁吸附等因素对HT-7真空系统不同气体抽速的影响.同时简单分析了在不同情况下,装置真空分布情况,为实现HT-7装置气体平衡提供参考.讨论和测量如何利用质谱计来分氦和氘.通过气体平衡比较准确的测量了装置体积.     

四极质谱计在真空检漏中的应用

介绍了使用四极质谱计进行真空检漏的原理和方法,分别对超高和极高真空系统做了检漏实验研究，并取到了满意的结果。四极质谱计检漏有检漏仪检漏无法比拟的优点，适合在真空工程中推广应用。     

EAST高频弹丸注入装置真空系统设计

EAST高频弹丸注入装置主要用于完成EAST托卡马克装置的加料和边界局域模(ELM)实验研究。注入器主体部分已经完成构建,为了使系统安全连接到EAST装置,需要设计一套对应的真空系统。高频弹丸注入装置真空系统采用了全新的设计,在注入器主体上连接三个缓冲室,将推进气体及时抽走,降低成冰室压强以此提高成冰质量。注入器与EAST装置通过两级差分系统连接,进一步降低装置压强至5×10-4Pa量级,完成与EAST的安全连接不影响正常放电。     

分流法真空漏孔校准装置不确定度的评定

分流法校准真空漏孔是通过四极质谱计比较气体流量计分流后的实用标准气体流量与被校真空标准漏孔产生的离子流获得校准值。主要介绍了分流法真空漏孔的校准方法、装置原理,对不确定度进行了分析,从气体流量计、分流比、四极质谱计等方面对真空漏孔校准装置的不确定度进行评定,提高了校准装置校准的可靠性。     

四极质谱计图形系数换算图

为了便于使用四极质谱计分析真空系统中的残余气体,我们制做了图形系数换算器。其中,真空泵油,六氟化硫等12种是我们采用国产四极质谱计SJX—l和ZP-4001,在以溅射离子泵为主泵的真空系统上测试的结果。并参考了国内外的有关数据。此图给出的真空泵油图形系数是真空系统受泵油一     

四极质谱计定量分析的研究

一般认为，用作真空残气分析的四极质谱计是很难进行定量分析的。通过对四极质谱计测量过程的理论分析，指出了用四极质谱计获得可靠的定量结果的条件及由此产生的分析方法和限制因素。重点分析了四极质谱计的稳定性、线性、灵敏度、分辨本领。同时指出了实现四极质谱计定量分析可能的努力方向。     

四极质谱计的碎片离子图形系数

一、引言目前,四极质谱计已广泛地用于真空系统内残余气体分析。原则上,任何一种已校准的质谱计都能用来进行真空系统内气体组分的定量分析。这种校准通常包括两个方面:图形系数和灵敏度的校准。关键的问题是要取得图形系数的好的重复性。到目前为止,有关用四极质谱计作定量分析的报道是不多的,有关图形系数重现性的报道更为少见。根据工作原理和结构,四极质谱计的质量岐视比其它质谱计,如回旋质谱计、磁偏转质谱计更为严重。因此,四极质谱计的图形系数是和其它质谱计不同的。造成图形系数变化的原因除了离子源工作条件外,主要是边缘场和分析场的质量岐视。     

HT—7超导托卡马克真空系统和真空调试实验

本文介绍了ＨＴ－７超导托卡马克装置的真空抽充气系统，质谱分析和真空测量系统。给出ＨＴ－７装置真空调试过程中的真空密封、检漏排漏、漏气率放气率和极限真空及质谱分析和放电清洗的实验结果，对有关问题进行了讨论。     

聚变装置中的真空问题

本文介绍聚变实验装置——托卡马克装置的真空系统及在设计中考虑的若干问题。包括真空室器壁材料的选择、表面气体解吸率、为降低离子轰击感生解吸率的放电清洗方法;抽气系统泵组、密封结构、与就地钛层蒸镀方法等。文中着重指出,高能中性束注入所需要的大抽速低温抽气设备,及在装置中安排就地表面分析与诊断设备的重要性。     

一种四极质谱残余气体分析的实用方法

高真空系统残气分析对提高电真空器件的性能、质量和寿命具有重要作用。四极质 谱计与微机联用是必然的趋势。四极质谱计与微机联用是必然的趋势。四极质谱定性分 析是定量分析的基础。绝对灵敏度常数法和相对灵敏度常数法可以通过四极质谱计的灵 敏度定义相互联系起来。以相对灵敏度常数法为基础，将四极质谱计与电离真空计结合 起来，进行分压强和总压强测定的方案具有很高的灵敏度，能得到更好的重复性。     

四极质谱计校准和应用研究系统

为了满足对四极质谱计定量分析的需求,建立了一台四极质谱计校准与应用研究系统。该系统可用于四极质谱计分压强灵敏度及图样系数的校准和四极质谱计稳定性的研究,并可用作演示系统。为实现在各种应用条件下的分析应用,本系统采用四种进样系统,把四极质谱分析器与被测系统连接起来,即超高真空条件下直接进样、10~(-2)～10~2Pa压强分析时的分子流动态进样、高压强下直到大气压的毛细管进样以及微量气体分析时的静态或准静态进样系统。     

EAST装置等离子体放电排气及其成分分析

在磁约束聚变装置中,高温等离子体放电中粒子的实时排出不仅可以减少燃料粒子在第一壁的滞留,还可以排出一定的杂质,有利于下一次等离子体放电的实现。对于未来聚变装置,如ITER,还有利于减少氚滞留导致的装置安全问题。本文根据EAST全超导托卡马克装置不同等离子体放电参数和不同第一壁条件下的放电实验,主要研究了等离子体破裂和锂化壁处理对粒子排出的影响。初步研究表明,等离子体破裂导致更多的粒子排出,并且排出气体中杂质含量降低;而锂化壁处理可以减少粒子排出,但杂质含量增高。这些研究可以为未来高参数等离子体运行找到一种实时降低壁杂质及减少壁滞留的方法提供参考,也对研究等离子体参数对等离子体排灰气成分分析有着参考价值。     

静态累积比较法真空漏孔校准方法研究

静态累积比较法校准真空漏孔是通过四极质谱计测量标准气体流量计与被校真空漏孔累积过程中离子流变化量而实现的。本文主要介绍了静态累积比较法真空漏孔的校准方法、装置原理、校准过程、校准结果的处理等,并提出了减小测量不确定度的影响因素。     

基于LabVIEW的EAST真空数据快速采集系统

为了在EAST装置上建立量化的真空与壁处理技术研究平台,我们构筑了以研华工控机、NI-6229数据采集卡为硬件基础,LabVIEW软件为编程环境的数据采集系统。该系统特色体现在充分利用LabVIEW图形化编程语言直观特性进行数据采集的同时,在程序内嵌入相关公式节点,利用文本语言简洁、灵活的特性对采集的数据进行处理。本系统通过提高真空信号与温度信号的采样速率和采样精度,使获得的数据很好地满足了EAST装置壁滞留研究和低温泵再生运行的要求,为EAST装置的稳态运行及物理实验研究提供了良好的平台。这一系统的可靠性和先进性已在最新一轮EAST实验中得到了验证。     

EAST-NBI低温真空系统

为了产生并维持中性束生成与传输过程所要求的洁净真空压力分布环境,设计了全超导托卡马克核聚变实验装置"东方超环"(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,简称EAST)的中性束注入器(Neutral Beam Injector,简称NBI)的低温真空系统。对低温真空系统的总体布局、低温冷凝屏的结构设计、冷却方式与冷量供应、运行温度的确定等关键问题进行了详细分析。通过性能测试,验证了所设计的低温真空系统能满足EAST的NBI(简称EAST-NBI)对洁净真空压力分布环境的要求。