托卡馬克裝置真空系統
發布時間:2019-05-07 19:18:00 | 人感興趣 | 評分:3 | 收藏:
圖10-207為托卡馬克裝置簡圖,裝置主要參數有:環直徑約2m,等離子體直徑0.4m,等離子體電流0.4MA。主要部件有歐姆變壓器、主磁場線圈及真空室。這是早期設計的裝置,選用雙層真空室結構。內真空室由16節內徑500mm、厚0.3mm—0.5mm薄壁波紋管組成,波紋管之間有剛性不銹鋼環吸收電磁力。通過兩個抽氣口連結兩套以分子泵為主泵的超高真空機組,構成超高真空系統。要求內真空室本底壓力不高于1×10-7Pa。外真空室由4段5cm銅板成形,通過抽氣口連接兩套擴散泵機組,構成高真空系統,室中壓強不高于5×10-4Pa。
放電前,通過毫秒量級的脈沖送氣閥,將高純度中性氣體H2、D2等注入內真空室。充氣壓力10-1Pa—10- 3Pa。在歐姆變壓器繞組中,通過脈沖電流,使注入氣體電離,并感應一個強大的次級電流——等離子體電流。主磁場線圈提供的強磁場產生一個相當大(107Pa)的磁壓力,將等離子體約束在一定范圍內。歐姆加熱可使等離子體溫度升高至107K,在橫切磁場方向將20keV~150keV的高速中性束注入,可對等離子體進行二次加熱至7keV。為達到這樣高的等離子體溫度,要求真空室中雜質氣體分壓不大于6.6×10-7Pa,注入氣體雜質濃度不大于1X 10 -6。
圖10-208為某托卡馬克裝置真空系統原理圖。內真空室用兩臺超高真空機組,外真空室用高真空機組。
超高真空機組以渦輪分子泵為主泵,泵口徑為300mm,抽速600L/s,真空度10-7Pa~10-8Pa。它用作系統預抽,烘烤時可使真空室保持10-4Pa—10-5Pa;它又可與升華泵、復合鈦泵聯合工作,對系統抽本底真空;兩次放電間它將工作氣體抽出到10-5Pa;在放電過程中,它保持工作壓強為10 -1Pa—10 -3Pa。
復合鈦泵口徑300mm,抽速2500L/s,真空度10-3Pa,用于抽極限真空。
鈦升華泵,在系統烘烤及兩次放電間抽工作氣體時,輔助渦輪分子泵抽氣。
分子篩泵口徑為150mm,分子篩量2kg,當真空室內工作氣體(H2、D2、He)不抽出時,利用分子篩選擇性抽氣作用,維持內真空室工作氣體純度。
機組使用通徑300mm全金屬銦密封超高真空閥,閥體漏率及閥口漏率均不大于1×10-7Pa.L/s,使用壽命不低于1000次。
高真空機組由鈦升華器、帶液氮阱擴散泵及有分子篩擋油阱的油封機械泵構成
您看到此篇文章時的感受是: