四極質譜計氣體分析與測量系統(tǒng)的研制

2013-04-09 蔡 瀟 核工業(yè)西南物理研究院

  介紹了為開展漏孔檢測、氘-氦分辨性能及真空檢漏技術等相關實驗研究而進行的四極質譜計分析與測量系統(tǒng)的研制,描述了真空室結構、抽氣設備的選型、測量儀器的選擇及控制保護子系統(tǒng)工作方式。對系統(tǒng)進行了包括極限真空、殘余氣體質譜分析、漏放氣率、質譜計性能等測試,結果表明本系統(tǒng)達到了設計要求。

  國際熱核聚變實驗堆(ITER)是目前國際核聚變研究領域正在規(guī)劃建造的托卡馬克裝置。它擁有全球最大、最復雜的高真空系統(tǒng),其體積達到了4600m3,并且在建成后將進行氘氚核聚變反應研究。由于真空檢漏所使用的示蹤氣體氦與氘、氚的質量數(shù)十分接近,檢漏系統(tǒng)的靈敏度將受到真空室器壁所釋放氫同位素的嚴重干擾,通用的氦質譜真空檢漏方法難以完全滿足ITER 以及未來聚變堆的實驗運行需要。ITER 的真空檢漏系統(tǒng)采用了具有分辨氦和氫同位素能力的高分辨質譜分析檢漏技術,并通過設計壓縮采樣抽氣系統(tǒng)實現(xiàn)對氫同位素氘的抑制。因此,建立一套四極質譜分析與測量系統(tǒng),開展漏孔檢測,氘、氦分辨性能及真空檢漏技術等相關實驗研究,對掌握高分辨質譜分析檢漏技術和工藝,提高我國大型托卡馬克乃至未來聚變堆的工程設計和制造能力有著重要的意義。

2、四極質譜分析與測量系統(tǒng)

  http://www.mp99x.cn/vacuum-measure/mass-spectrum/042951.html

3、氣體分析系統(tǒng)性能測試實驗

  http://www.mp99x.cn/vacuum-measure/mass-spectrum/042952.html

4、結論

  通過四極質譜分析與測量系統(tǒng)性能實驗,得到了系統(tǒng)極限真空為7.3×10-7Pa,真空室24h 漏放氣率為9.4×10-9Pa·m3·s-1,為開展漏孔檢測,氘、氦分辨性能及真空檢漏技術等相關研究提供了較好的實驗平臺。用3 種氣體對四極質譜計進行了靈敏度、線性、質量刻度、分辯本領性能測試,通過對測試數(shù)據(jù)分析,所用EXTORR XT100 型質譜計能夠滿足系統(tǒng)殘余氣體分析的要求。

參考文獻:

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