EAST装置等离子体放电真空室真空泄漏研究

真空系统是EAST全超导托卡马克装置安全稳定运行的基础保障系统,真空泄漏会影响等离子体放电并对真空设备造成严重的损坏。随着EAST逐步地升级与改造,真空系统变得更加复杂,同时设备逐渐老化,导致泄漏的风险逐年增大。介绍了EAST内真空抽气系统、真空测量站及漏率实时监测系统。根据真空室压力变化数据,采用静态升压法分析了内真空室漏放率,计算出内真空室在等离子体放电前整体漏放率约为2.2×10^-4 Pa·m³/s。基于历年发生泄漏故障时的压力和残气成分数据,对EAST装置内真空室在不同运行阶段的不同类型泄漏进行了分析。研究发现,发生的泄漏位置不同、泄漏介质不同、器壁条件不同,在残气成分特征上表现差异较大。根据泄漏的特点,采取了不同的泄漏处理方式。研究结果可为及时准确地判断和处理EAST及未来聚变堆真空室的泄漏提供参考。     

比较法真空规校准装置性能研究

比较法真空规校准装置是真空计量的主要工作标准,主标准器溯源到静态膨胀式真空标准装置。为了保证量值传递数据的准确可靠,对装置的不确定度进行了分析和评定,同时对装置的计量性能稳定性和重复性进行了测试和研究。     

EAST装置等离子体放电真空室抽气系统抽速标定及应用

真空系统是聚变装置的重要组成部分,EAST真空系统包括等离子体放电真空室和低温超导真空室。等离子体放电真空室又称内真空室。内真空室抽气系统直接影响装置的粒子排出,关系到高参数等离子体放电获得。EAST装置升级改造后的内真空室抽气系统主要包括主抽管道抽气子系统、偏滤器抽气子系统和低杂波加热系统抽气子系统,整个抽气系统使用了6台分子泵、14台外置低温泵和2套内置低温泵。采用粒子平衡的方法,对内真空室抽气系统各子系统进行了抽速标定。实验结果表明,最佳抽气性能区间在5×10^-4～5×10^-3 Pa,并且随着真空室压力增大或者减小,各子系统的抽气速率均下降。对比改进前后的内真空室抽气系统的总抽速,改进后的最大抽速可达170 m³/s,总体抽气速率提升20%左右。在百秒量级等离子放电参数下,利用标定的抽气速率数据初步评估了燃料粒子的滞留情况。本研究为等离子体放电的壁滞留与再循环控制以及其他相关物理实验开展提供了数据支持。     

能量分析器型真空电离规性能研究

电子激励脱附(ESD)效应和软X射线效应是影响电离真空计测量下限的两大重要因素。基于能量分析器研制了电离真空规,在极高真空校准装置上对其开展性能研究,包括不同压力或不同阴极发射电流下的离子流、ESD效应和软X射线影响。结果表明,系统压力介于10^-8Pa和10^-6 Pa之间,当气体发生电离,能量分析器电压在低于阳极电压约25 V时收集极能得到最大的气相离子流。系统压力在10^-7~10^-8 Pa量级,采用2.5 mA的发射电流可得到比1 mA更大的气相离子流值。分离气相离子与ESD离子的能量筒电压差约为30 V,规管栅极除气后可降低ESD效应至除气前的37.5%。电离规的软X射线带来的本底干扰对应等效压力约为9×10^-11 Pa。     

EAST托卡马克装置冷屏的真空要求与受热分析

冷屏是EAST超导托卡马克核聚变实验装置的重要部件之一。对冷屏系统的氦泄漏漏率做了计算,介绍了其检漏实践;采取有限元法对内冷屏的受热状况进行了计算分析,以验证内冷屏氦冷却管道设计方案的可靠性。     

EAST装置中新型吸附剂泵（NEG）抽速标定研究

粒子排出是控制燃料粒子再循环、提升等离子体性能的关键因素之一。因此研究了新型吸附剂泵（NEG）在粒子排出技术中的潜在应用。NEG泵基于ZAO新型合金材料制成,对氢及其同位素抽速大、容量高,安装、运行、维护简单,兼容等离子体环境,适用于偏滤器区域的超高热流和复杂的空间结构。在EAST托卡马克装置安装4套HV800模组,开展了定期的抽速标定、再生研究以评估其周期性能变化。EAST真空室壁表面积较大,金属壁放气、杂质气体影响NEG泵抽速计算。通过计算EAST整体漏放率与氢及其同位素放气率,利用计算机模拟抽气过程,提出了一种用于修正NEG泵抽速的方法。研究结果表明在偏滤器区域工作压力下,对氘平均抽速可达1 200 L/s。     

标定体积管的自动换向装置

随着石油工业的迅猛发展,标准体积管的口径也日趋大型化。但标定体积管时通常采用两个500升的一等容器交替测量被置换的液体。如BGS-700型体积管(12英寸)需测量7罐。对于大型体积管需测量的罐数更多。但一罐灌满后换另一罐时,过去是采用手动换向或目测水位到达观察窗时,按动开关,电动换向。这样操作劳动强度大,同时由于水位上升较快,观察窗又较小,稍一疏忽,就会冒顶,外溢导致前功尽弃。致使该次标定作废。所以标定时精神非常紧张。因了解决上述问题,我们研制成功了标定体积管的自动换向装置。也就是标定体积管时,起始检测开关起动换向器后和终止检测开关起动换向器前的中间倒换一     

GX-1型超高真空BA规的特性研究

BA规已成为超高真空测量领域中最实用的量具。但是,由于其测量下限的限制,尚不能满足极高真空测量的需要。本文提出的GX-1型超高真空BA规,既保持了原有BA规的优点,又有效地将其测量下限拓宽了一个数量级以上。     

受控热核聚变装置中的真空测量技术——抗干扰快速规性能研究

受控热核聚变和等离子体物理研究装置中的真空测量是一种特殊环境下的真空测量.简要介绍了真空测量在等离子体容器中的应用和意义.对这种特殊环境进行了描述.并对如何解决这些复杂环境中正确可靠地测量压力(密度)提出了意见.等离子体物理研究装置中存在着很强的磁场和各种带电粒子、快速中性粒子、中子,高能光子等的强烈干扰.要正确、可靠地测量容器中的压力(密度).必须研究抗干扰测量技术.此外、装置中气体状态处于非平衡气流条件下.被测的气体分子既是空间位置的函数.也是空间方位的函数.容器中气流瞬变.要求测量必须快速.介绍了已研制成功的快速抗干扰真空规.这种规采用了几何屏蔽和脉冲调制抗干扰技术并利用了环境中的磁场强度.进一步提高了抗干扰能力.这种规还在入口采用威尼斯平行叶片百叶窗的结构和纵横交叉的电场屏蔽,保证了入口的气体流导,既解决了快速测量问题,又解决了抗干扰的要求.     

超高真空分离规的研究

本文介绍我们研制的超高真空分离规的初步结果。给出分离规的结构、工作状态、压强范围和灵敏度。在全压强范围,分别利用大圆筒电离计、BA计和分离规进行对比,说明分离规的读数是可靠的,发现分离规在高压强时收集极电流有饱和现象并加以说明,发现BA计在10~(-8)托(空气)量程就已出现电子诱导栅极离子解吸现象。在0.3×10~(-11)托的极限真空下,改变栅灯电压测收集极电流,用对数直线外延法确定分离规的x射线光电流本底,它为1×10~(-12)托,讨论了这种方法的可行性。最后提出进一步提高分离规灵敏度的一种措施。     

副标准电离真空规管管壳温度对规管系数的影响

设计了测量管壳温度改变对规管系数影响的实验。由实验得出，随着管壳温度升　　　　　　　　高，规管系数缓慢下降。给出管壳温度每升高１℃规管系数变化－０．０６８％。     

DLX-100型普通热阴极电离规特性试验装置及规管特性

本文简述了 ＤＬＸ—１００型热阴极电离规特性试验装置的结构特点及主要技术参数，文中对ＤＬ－２ 型规管的特性进行了计算并给出了计算数据及实验结果；文中还根据计算和实验结果给出了ＤＬ－２型规管加速极电压Ｖａ最佳值。     

皂膜管体积标定装置的研制及重复性试验

文章主要针对皂膜流量标准装置存在的体积标定问题,在Repeatability Testing AND标准装置的基础上设计一套装置可自动进行体积标定,经重复性试验验证,得出体积自动标定装置使得试验结果的稳定性、重复性更好。     

一种新型的超高真空热规──轴向式热阴极电离规管

本文提出了一种不同于现有BA式规管结构的新型轴向式热规,它的特点是灵敏度大、另散性小、结构简单、除气容易,测量范围宽,本文分析了规管的电子和离子的运动轨迹,并对电极结构和电参数与灵敏度的影响作了一定的实验。 一、概述 自从一九五○年发明了BA式规管之后,它作为超高真     

视频引伸计标定装置设计及标定方法研究

视频引伸计被用于测量材料的变形,需要进行在线标定和校准,然而目前尚无相应的标准和校准规范的指导,针对此,设计了一种光栅式引伸计在线标定装置,主要由控制器、步进电机、机械传动机构、光栅位移传感器、显示器以及上标定板、下标定板组成。第三方校准结果显示,该装置标距标定板最大相对示值误差为0.07%(Urel=0.04%,k=2);光栅位移部分技术指标:小于等于1/3mm时,绝对误差小于0.3μm(U=0.1μm,k=2),大于1/3mm时,相对误差小于0.1%(Urel=0.04%,k=2),技术指标明显优于使用要求。用该装置对视频引伸计进行了重复性和稳定性验证实验,对标定结果评定了不确定度。结果表明:该装置技术指标完全满足视频引伸计的在线标定。     

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.     

测温标定装置的研究

本文介绍作者研制用于对切削加工时由硬质合金刀具与工件材料组成的热电偶进行直接标定的测温标定装置,其标定准确度为2%。     

极高真空电离规的校准实验研究

介绍了2支反磁控型冷阴极极高真空电离规和1支热阴极极高真空电离规的校准实验研究结果。实验设备是一台极高真空校准装置,实验范围为10^-9～10^-1Pa,实验气体为N2。实验结果表明,尽管2次校准结果的重复性较好,但就单次校准结果来看,每个规的灵敏度（修正因子）的最大值和最小值之间的偏差较大。因此,极高真空电离规要得到准确的测量结果,对其进行精确校准是非常必要的。     

车削测力仪在机标定的标定装置及标定方法

研制了一套可直接在普通车床上对电阻应变式车削测力仪进行标定的标定装置。该装置对X、Y、Z 3个方向的加载均采用砝码挂载的加载方式。直接采用标准砝码作为基准,利用普通车床的卡盘、尾座等自身结构作为支撑,能确保加载时作用力的方向固定,可实现3个相互垂直方向上的精确加力。     

烟草真空回潮机真空装置的腐蚀原因探讨及技术改进

分析造成烟草真空回潮机的抽真空装置腐蚀的原因，并进行技术改进，改造后腐蚀周期从1年延长到8年以上。