中性束注入器（Neutral Beam Injector,NBI）是一套产生高能中性粒子束用以加热聚变等离子体并可驱动等离子体电流的复杂系统。真空系统是NBI不可缺少的组成部分,其性能好坏直接影响着离子束的生成、中性化与束流传输效率。随着聚变研究的不断深入,NBI真空系统设计采用低温泵已成为必然选择。当前主流NBI大多采用低温冷凝泵,而与低温冷凝相比,低温吸附具有极限真空度高、稳定性好、能抽氦等典型优点,更适合未来聚变堆NBI使用。故为适合聚变发展需求开展低温吸附机理及其性能测试实验研究具有重要意义。本文主要工作如下:首先,调研了低温抽气技术及其在中性束系统中的应用现状,分析了低温吸附的抽气机理,描述了低温吸附作用的吸附等温线以及低温吸附理论模型。其次,比对了几种应用于低温真空环境的吸附剂材料,并选取六种椰壳活性炭吸附剂。利用低温氮吸附容量法进行实验研究。基于吸附理论模型计算分析了吸附剂的结构性能参数,结果表明AC1与AC2的比表面积与比孔容积最大但微孔占比不同,故选取该两种活性炭作为后续性能实验探究的吸附剂。然后,设计并搭建了一套低温吸附性能测试平台,以探究不同因素对吸附剂的低温吸附抽气性能的影响。该平台以测试室为主体结构,配有低温、真空、供气、测量控制及活化再生五大系统,实现了降温、控温、抽真空、进气、测量数据等功能。针对平台的冷阵结构,采用数值模拟方法分析其降温特性,模拟了降温的稳态温度分布及降温时间。结果表明低温系统满足实验所需要求,降温时间与实测结果较符且在合理范围内。最后,基于搭建的测试平台实验研究了不同气体负载、吸附面温度及不同吸附质对两种吸附剂抽气性能的影响,结果表明在10^-4-10^-2 Pa气载范围和4 K-10 K温区范围内,两种吸附剂对氢的抽速随气体负载与温度的增大而呈现下降趋势,且对氢的抽速略大于对氦抽速。微孔型吸附剂的抽气性能优于中微孔型吸附剂,利用残余气体分析仪研究了氢/氦1:1混合气体的低温吸附抽气行为,发现微孔型吸附剂在不同温度下对氢/氦混合气体的吸附具有选择性。