摘要：介绍了一套可用于定量分析EAST托卡马克排灰气所需要的差分抽气测量系统的设计和搭建,在测试过程中该系统可以在10^(-)3~10~5Pa范围内正常工作;利用该系统研究了EAST排灰气的气体成分,结果显示EAST正常等离子体一天放电中,外置低温泵所吸附的气体总量约为1371.8 Pa·m^3,其中氢及其同位素氘占91.5%,其他的杂质气体主要包括:6.6%H_2O、0.83%N_2/CO、0.39%O_2、0.34%CO_2以及0.059%油;实验还发现外置低温泵回温再生到120 K时,解吸的气体中燃料气体H+D所占比例大于99.9%,而其他杂质的解吸主要发生在150 K之后。因此可以通过在低温泵回温过程中将99.9%的燃料气体。该研究结果对进一步实现燃料气体提纯和回收提供了一种简单、可行的方法。

摘要：全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)是2006年建成的世界上第一个全超导托卡马克。为进一步提高装置在长脉冲、高参数模式下的运行能力,2020年装置进行了包括真空系统在内的大规模升级改造。真空控制系统除了硬件架构调整外,也采用了全新的应用框架对软件进行重构。本文介绍了一种基于实验物理与工业控制系统(EPICS)的大型真空集控系统的设计和实现的方法,并提供包括通信、数据归档、报警、人机交互等在内的集成方案。经过实验运行,新的控制系统不仅实现了约600余套设备的全参数监控,其在系统的扩展性、可靠性以及生态的开放性等方面有着无可比拟的优势。为下一代聚变装置控制系统的研发奠定了基础。

摘要：直线等离子体装置(Linear Plasma Device,LPD)是研究托卡马克上边界等离子体与材料相互作用的重要平台。本文针对新建LPD的真空系统设计研制开展了相关研究。该真空系统设计为两级隔断式结构,等离子体放电和材料预处理可以在各自真空腔室同步进行、互不干扰。通过真空测试实验,真空控制系统运行稳定,短时间烘烤后系统极限真空达1.4×10^(-5)Pa,满足LPD对洁净真空环境的要求。

摘要：在托卡马克装置运行过程中,装置内壁吸附的杂质粒子会释放到内真空室,影响等离子体的平稳运行。因此需要在放电前对装置进行壁处理清洗。设计了差分抽气测量系统,可以在保持内真空室气体比例不变的前提下降低压力,实现四极质谱仪的正常工作,检测壁处理清洗期间的气体成分。整个设计过程围绕关键部件小流导法兰的流导设计展开,采用粒子平衡法计算得出小流导法兰的设计参数。可以在分子流流态下将待测腔室的气压从10 Pa降低至约0.01 Pa。设计结果为类似高压力条件下气体成分监测设备的设计提供参考。

摘要：托卡马克核聚变装置真空系统为等离子体放电真空腔室提供良好的真空环境、洁净器壁、实时燃料注入及粒子排出等条件,直接影响高温等离子体的品质。真空系统作为EAST装置的重要组成部分,包括真空抽气系统、等离子体加料系统、壁处理系统以及测量与控制系统。针对EAST装置长脉冲高参数等离子放电的需求,对真空系统进行了一系列的升级改造,包括增加外置低温泵数量、研发大抽速及大容量低温泵、提高加料系统可靠性、增加偏滤器超声分子束注入系统、提高离子回旋射频放电功率>50 kW等。通过这些改造,增加了泵的抽气能力及加料系统的加料能力,提高了器壁的清洗效果,使等离子体放电真空室压力达到约1.5×10^(-6) Pa。真空系统的成功升级,促进了EAST装置,如>400 s高约束模(H模)、1056s长脉冲等离子体等多项创世界纪录成果的获得,为未来ITER及聚变堆真空系统的设计与运行提供了重要的参考。