HL-1M装置真空室硅化的研究

GDC（He SiH4）是为HL－1M装置研制的一种常规壁处理技术。在He辉光等离子体条件下,通过气相中的电子碰撞离解、电离、离子－分子反应和在壁面上的He^ 诱导脱H2过程,在清洁的真空壁表面沉积一层无定形、半透明、致密的氢化硅（α－Si:H）薄膜。氢化硅具有良好的H（D）捕获、H2（D2）释放,能显著地降低再循环系数,有效地控制杂质水平,大大拓宽了HL－1M装置的运行范围,为HL－1M装置的LHCD、ICRH、ECRH、NBI、PI和MBI实验提供了良好的真空壁条件。     

HL—1M装置硼化,硅化和锂涂覆壁的出气特性

借助ＱＭＳ诊断技术，完成了ＨＬ－１Ｍ装置Ｂ化，Ｓｉ化和Ｌｉ涂覆壁的出气特性的对比实验研究。     

用于强磁场的快响应真空规的研制进展

研制了能在强磁场、强干扰环境下工作的快响应真空电离规(快规),用于对HL 2A装置偏滤器室和等离子体附近的中性粒子密度和通量进行原位测量。介绍了快规的结构、工作原理、设计要点以及实验结果。在无磁场的情况下,快规对气体压强的测量范围为6.4×10-6～0.15Pa,在1×10-5～0.15Pa范围内,快规收集极离子流与发射电子流之比与气压保持良好线性关系;在0 15T的磁场下,快规的规管常数未发生显著变化,在规管对称轴与磁力线的夹角小于15o时,规管常数的变化小于10%。     

托卡马克中的超高真空技术

赵高真空技术对于现代托卡马克的设计运行、升级和氘－氚验证实验都起着举足轻重的作用,它对先进高密度偏滤器和下一代托卡马克工程堆也有很大的影响。同时,聚变研究的许多新概念也促使了高真空技术的革新。三十五年来,等离子体密度、杂质和壁条件的控制与真空检漏、烘烤去气、放电清洗、壁处理、氢（氘、氚）的捕获、释放和再循环、壁腐蚀和再沉积等密切地联系在一起;高性能的真空室、耐烘烤和振动的超高真空密封、先进的面向等离子体组件、有效的壁处理方法、大抽速泵组等的研制成果为控制等离子体与壁的相互作用、改善聚变三乘积（niTiτE)和验证托卡马克聚变能的科学可行性作出了重大贡献。     

HL—1M装置的真空进展

总结了１９９４ 至１９９８ 年度ＨＬ－１Ｍ 装置的真空进展，包括真空壁条件、真空运行参数、放电进展、影响壁条件的主要因素及其控制指标等     

HL—1装置的真空壁条件

本文总结了HL=1装置在1984—1987年度运行期间的真空壁条件,等离子体环电压与杂质百分浓度的关系;并估算了GH39金属孔栏,G3石墨孔栏和蒸钛条件下等离子体中的碳、氧杂质的平均密度。真空室的主要杂质气体的总压强从1984年的5.3×10~(-5)Pa降到1987年的1.1×10~(-5)Pa。仅当本底真空p_o≤1.3×10~(-5)Pa,H_2O组份的百分浓度PH_2O/PH_2≤5％时,才能满足正常托卡马克放由要求的壁初开始条件。     

用钛吸气方法改善HL-1装置的等离子体性能

用钛吸气方法减少了HL-1托卡马克等离子体中的杂质和气体再循环率,使Z_(eff)降低到1.6;在程序控制送气技术的配合下,有效地控制了密度变化,获得线平均密度元_max=4.9×10~(19)m~(-3)的较高密度的稳定放电;成功地扩展了运行参数空间。     

HL-1M装置的真空运行与质谱诊断

通过对真空运行模式、真空运行参数、辉光放电清洗和硅化壁处理手段的规范化，显著地降低了HL－1M装置的真空壁出气、本底杂质浓度、放电杂质出气比和再循环，成功地实现了高参数放电、长脉冲放电和装置暴露大气后快速恢复放电，并为验证低混杂电流驱动、离子回旋共振加热、电子回旋共振加热、中性束注入、弹丸注入和分子束注入实验及升级等离子体运行提供了良好的壁条件。描述了HL－1M装置真空系统、壁出气和再循环、质谱诊断和程序脉冲送气等方面的主要实验成果，这些结果为HL－2A装置的真空系统研制和运行提供有益的参考。     

HL-1M装置第一壁锂-硅复合涂层及其效果

在HL-1M装置上新开发出一种第一壁原位锂-硅复合涂覆技术。装置涂覆后，真空室内的真空度上升，杂质气体的分压强下降，低于单一的硅化或锂涂覆。在相同放电参数下，具有锂-硅涂层的放电与原位硅化放电相比；等离子体中的氧杂质浓度下降了30%，尤其是随着等离子体密度上升碳杂质下降得更显著；等离子体能量辐射损失降低了25%；等离子体边缘温度和密度有所降低，这表明等离子体内部约束得到改善，有原位锂-硅复合涂覆的放电结果略好于或同于单一原位锂涂覆放电的结果，但这种复合涂层能维持100余次托卡马克放电，较单一原位锂涂层维持的放电次数高一个数量级，这证明了锂-硅复合涂覆技术的优异性能。     

微型环流器孔栏的表面分析

微型环流器(简称微环)放电锻炼后,于不锈钢孔栏表面单极弧坑区取样,用二次离子质谱仪进行了表面分析。发现这样品于室温下自发热解吸的主要气体是甲烷(M/e=16)等;在它的表面二次离子谱中,发现质荷比小于16的碳氢污染已有所减少,孔栏基体金属铬铁钦及其氧化物、氢氧化物的计数则明显增加,证实了化学作用在托卡马克氢放电锻炼中的重要作用。在该样品的氢剖面分析中,发现氢粒子的透入深度已越2000(1=10~(-10)m)。在敷于不锈钢孔栏表面的铜样品的二次离子谱中,观察到铬和铁的计数明显增长,从而揭示出了单极弧区的某些特点。