超高/极高真空校准研究进展

本文概述了在超高/极高真空校准方面的研究进展.介绍了采用分子束法、压力衰减法、流导调制法以及分流法校准超高/极高真空规的原理、校准系统的结构及性能,并分析了它们的优缺点.从中可以看出,近年来随着真空材料处理技术、容器内表面处理技术和真空获得技术的进展,在10~(-10)Pa～10~(-8)Pa压力范围的超高/极高真空校准技术也取得了可喜的进展,校准系统的研制、维护成本日趋低廉,校准方法更为简单,校准结果更为准确.     

超高/极高真空校准装置的研制

超高/极高真空校准装置由极高真空(XHV)系统、超高真空(UHV)系统、流量分流系统和供气系统四部分组成。使用磁悬浮涡轮分子泵和非蒸散型吸气剂泵组合抽气,在XHV校准室获得了10-10Pa的极高真空;提出了分流法校准真空规的方法,使校准下限延伸到10-10Pa;利用非蒸散型吸气剂泵对惰性气体无抽速的特性,使用惰性气体校准时,减小了校准下限的不确定度;提出了采用线性真空计测量激光小孔分子流流导的方法,减小了小孔流导的测量不确定度。校准装置复合了分流法、压力衰减法和直接测量法对真空规进行校准,压力校准范围为10-1Pa~10-10Pa,合成标准不确定度为0.41%~3.5%。     

分流法超高/极高真空校准装置性能研究

分流法超高／极高真空校准装置由极高真空（XHV）系统、超高真空（UHV）系统、流量分流系统三部分组成。使用磁悬浮涡轮分子泵和非蒸散型吸气剂泵组合抽气在XHV校准室获得了10^-10 Pa的极高真空；采用的分流法真空规校准方法，使压力校准下限延伸到了10^-10 Pa；利用非蒸散型吸气剂泵对惰性气体无抽速的特性，使用惰性气体校准时，减小了校准下限的不确定度；校准装置的校准范围为（10^4～10^-10）Pa，合成标准不确定度为1．5％～3．5％。     

大型重离子加速器真空系统及其挑战

中国科学院近代物理研究所从历次的大科学装置建设中,积累了大型真空腔体、超高/极高真空系统以及强流重离子加速器真空系统等设计经验。为了获得超高/极高真空系,从真空设备选择、材料处理、密封形式以及在线烘烤等方面形成了一套完整的工艺流程;在强流重离子加速器(High Intensity Heavy ion Accelerator Facility,HIAF)真空系统研制过程中,为了减小磁铁气隙尺寸,大幅度降低磁铁造价及电源运维成本,提出陶瓷内衬薄壁真空室新方法,并研制了原理性样机;为了有效控制HIAF未来运行过程中的动态真空效应,设计了束流准直器,开展了真空材料解吸率测量研究;为了解决高放射性区域真空系统的维护问题,提出了自重密封结构,同时研制了充气膨胀密封法兰;为了进一步优化高精度环形谱仪真空度,开展低温极高真空系统研究。     

重离子深层治癌束运线极高、超高真空系统压力分布与受力分析研究

重离子深层治癌柬运线真空系统与兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL—CSR）相连接,要求极高、超高真空度。本文介绍了深层治癌线真空系统的布局;根据极高和超高真空段不同的气载和有效抽速进行了系统的压力分布计算;对真空室在常温和烘烤状态下的应力和变形进行了分析;通过系统的实验测试,验证了计算数据。     

基于冷原子的超高/极高真空测量机理研究进展

长期以来,随着原子的激光冷却和俘获技术的发展,利用超冷原子在磁阱中与背景气体碰撞的损失率以精确测量超高/极高真空度的新方法正在国内外深入研究,该方法将宏观物理量与微观参数相联系,可实现气体密度的精密测量和真空度的准确反演。然而,目前对于冷原子碰撞损失过程的非理想损失机制以及其它附加效应对测量过程的影响尚缺乏详细的分析,这些因素都制约着基于冷原子的超高/极高真空测量技术的发展。本文首先从冷原子的超高/极高真空测量基本原理出发,概述了冷原子真空度测量过程关键参数的不同确定方法和各自优缺点,随后,针对影响冷原子测量不确定度的各种附加损失,在相关研究基础上对其物理或数学模型进行分类讨论,分析为减小测量不确定度可采取的相应措施。最后,从关键参数的确定方法和其它测量过程的影响因素两方面,对冷原子超高/极高真空测量技术进行了总结和展望。     

极高真空规新进展

本文分析了影响极高真空规测量下限的几个限制因素,介绍国外极高真空测量技术的最新发展状况。     

渡边文夫的极高真空测量研究评介

渡边文夫对极高真空（ＸＨＶ）测量的系统而有成效的研究，受到国际同行的注目，其中最有衫价值和创新意义的是离子谱规，此规大大降低了Ｘ射线效应、电子激励解吸效应和热出气效应，可测量１０＾－１２Ｐａ的ＸＨＶ。本文试图较全面地评介渡边文夫的ＸＨＶ测量研究工作，以资借鉴。     

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。     

日本的极高真空技术研究

介绍了去日本考察的情况。其内容涉及极高真空获得,极高真空测量。在极高真空获得方面,集中于降低出气量;在极高真空测量方面,集中于降低电子激励解吸效应。     

渡边文夫的极高真空测量研究评介

渡边文夫对极高真空（XHV）测量的系统而有成效的研究，受到国际同行的注目，其中最有实用价值和创新意义的是离子谱规，此规大大降低了X射线效应、电子激励解吸效应和热出气效应，可测量10-12Pa的XHV。本文试图较全面地评介渡边文夫的XHV测量研究工作，以资借鉴。     

兰州重离子加速器深层治癌束流线真空系统

重离子深层治癌束流线从兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)主环引出,利用能量为100MeV/u～430MeV/u的碳离子束,开展治疗体内各种癌症的深层治癌研究.该束流线真空系统包括极高真空段、超高真空段和大气段,采用不同的真空获得方案和工艺路线,分别在极高真空段和超高真空段获得了8×10-10Pa和1×10-6Pa的真空度,并顺利实现了束流线的真空过渡,保证了HIRFL-CSR主环极高真空系统的安全运行;研制了适用于高频率扫描磁铁内放置的真空管道,消除了涡流对束流的影响;对隔离真空和大气的大尺寸膜窗材料进行了调研,选择高强度塑料膜(Hostaphan)和加强纤维膜(Kevlar)联合使用,既能让束流通过,又不会产生危害人体的中子,并能够有足够的强度抵御大气压力.该束流线真空系统的建成为重离子深层治癌的研究提供了良好的真空条件.     

可变翼极高真空轨道分子屏研究

本文提出可变翼极高真空轨道分子屏的概念,建立了理论模型,推导出了压力表达式,计算了该分子屏的极限压力及压力曲线,翼长、翼角和压力的关系曲线.结果表明:可变翼极高真空轨道分子屏选择一定长度的翼及适当的翼角,可获得比普通分子屏低一个多量级的极限压力,达到10-13 Pa,低压工作区域也扩大了4～5倍.可变翼极高真空轨道分子屏理论的建立,会推动分子屏技术应用的发展.     

超高真空重离子加速器冷却储存环的焊接

结合超高真空对焊缝的要求,通过对板厚为2 mm的超高真空重离子加速器冷却储存环中一个零件的焊接工艺分析,总结了不锈钢超高真空容器薄壁件的焊接要点.     

航天510所“超高／极高真空校准装置”获国防科技进步一等奖

近日,在国防科工委召开的科技成果评审会上．510所研制的“超高／极高真空校准装置”荣获国防科技进步一等奖。     

兰州重离子加速器真空系统的设计问题

兰州重离子加速器是串列回旋加速器系统，用以加速从氢到氙的重离子。注入回旋加速器真空系统利用了原有油扩散泵。主回旋加速器真空系统是由一台１００立方米真空室和一套相应的超高真空系统组成的。本文介绍了主回旋加速器真空系统的设计要求、选取的设备和运行情况。选用的八台ＢＡＬＺＥＲＳ ＲＫＰ８００低温泵具有总抽速１６０ｍ２／ｓ，可满足设计气载的要求，在真空室内获得１０－６Ｐａ真空．两台ＰＦＦＥ　ＩＦＥＲ　ＴＰＨ５０００涡轮分子泵组成辅助排气系统．另外还有粗抽系统和液氮流程。全系统已于 １９８６年９月建成并投入运行。其性能满足设计要求．     

极高真空溅射离子泵的研制

研制出了获得极高真空的溅射离子泵，该溅射离子泵４小时烘共烤后温度降至１００℃，装磁钢，妄动离子泵进行敢，３４小时后压力达５．８×１０＾－１０Ｐａ。从抽速实验结果来看，该泵在１０＾１０Ｐａ时仍有１００Ｌ／ｓ的抽速。说明此泵在较 压力下仍有较强的潘宁放电。     

超高/极高真空测量发展综述

本文回顾了近50多年来在超高/极高真空测量方面所取得的重要进展.内容包括热阴极电离规和冷阴极电离规的研究进展、新型室温电子源(如Spindt阴极和碳纳米管场发射阴极)和真空的激光电离测量技术在超高/极高真空测量中的应用、小型化超高/极高真空电离规的发展以及我国在超高/极高真空测量方面的研究进展等,从中可对超高/极高真空测量的发展历史和现状有一个完整的了解.