【摘 要】
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托卡马克装置中,来自于第一壁的杂质会导致能量辐射,降低等离子体品质,杂质浓度过高还有可能引起等离子体破裂,影响等离子体运行效率.通过烘烤、辉光(GDC)等壁处理手段获得超高真空环境是实现杂质有效控制的基本方法.EAST 第一壁表面积约为60m2,其材料包括上钨偏滤器、下石墨偏滤器以及其他第一壁区域的金属钼材料.在2015年下半年EAST 实验前,所有内部件材料均通过表面抛光、去油清洗、烘烤等方法清
【机 构】
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中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥,230031;中国科学技术大学,安徽合肥,230026 中
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托卡马克装置中,来自于第一壁的杂质会导致能量辐射,降低等离子体品质,杂质浓度过高还有可能引起等离子体破裂,影响等离子体运行效率.通过烘烤、辉光(GDC)等壁处理手段获得超高真空环境是实现杂质有效控制的基本方法.EAST 第一壁表面积约为60m2,其材料包括上钨偏滤器、下石墨偏滤器以及其他第一壁区域的金属钼材料.在2015年下半年EAST 实验前,所有内部件材料均通过表面抛光、去油清洗、烘烤等方法清除表面杂质,降低放气率.在完成装置粗抽与检漏之后,第一壁上仍吸附了大量的N2、H2O、H2、CO2 等杂质气体以及油和其他的碳氢化合物等成分,真空室的极限真空为1.1×10-4Pa,未达到托卡马克的运行条件(<1×10-5Pa),需要进一步进行第一壁高温烘烤以及氘、氦的放电清洗等壁处理.据统计,在装置正常放电前共进行了约745 小时的高温烘烤(～200℃),以及148.2 小时的He-GDC,52.5 小时的D2-GDC,壁处理期间对水的清除总量为131.6g,对H2的清除总量为31.4g.其中单独第一壁烘烤对H 的清除率为7.2×1014～9.4×1015 atom/m2·s,He-GDC 对H 清除率在(1.8～5.2)×1017 atom/m2·s 范围内,D2-GDC 对H 清除率在(4.1～13)×1017 atom/m2·s 范围内,而且清除率随时间逐渐下降,表明壁条件逐渐变好.经过32 天的烘烤和辉光放电清洗壁处理,内真空的极限真空从开始的1.1×10-4Pa 提高到1.8×10-6Pa,为历史最好水平,为EAST 物理实验的开展提供了良好的真空环境.
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