四極質(zhì)譜計(jì)氣體分析與測(cè)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(kāi)展漏孔檢測(cè)、氘-氦分辨性能及真空檢漏技術(shù)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究而進(jìn)行的四極質(zhì)譜計(jì)分析與測(cè)量系統(tǒng)的研制,描述了真空室結(jié)構(gòu)、抽氣設(shè)備的選型、測(cè)量?jī)x器的選擇及控制保護(hù)子系統(tǒng)工作方式。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了包括極限真空、殘余氣體質(zhì)譜分析、漏放氣率、質(zhì)譜計(jì)性能等測(cè)試,結(jié)果表明本系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

  國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)是目前國(guó)際核聚變研究領(lǐng)域正在規(guī)劃建造的托卡馬克裝置。它擁有全球最大、最復(fù)雜的高真空系統(tǒng),其體積達(dá)到了4600m3,并且在建成后將進(jìn)行氘氚核聚變反應(yīng)研究。由于真空檢漏所使用的示蹤氣體氦與氘、氚的質(zhì)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(yán)重干擾,通用的氦質(zhì)譜真空檢漏方法難以完全滿足ITER 以及未來(lái)聚變堆的實(shí)驗(yàn)運(yùn)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(zhì)譜分析檢漏技術(shù),并通過(guò)設(shè)計(jì)壓縮采樣抽氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)氫同位素氘的抑制。因此,建立一套四極質(zhì)譜分析與測(cè)量系統(tǒng),開(kāi)展漏孔檢測(cè),氘、氦分辨性能及真空檢漏技術(shù)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)掌握高分辨質(zhì)譜分析檢漏技術(shù)和工藝,提高我國(guó)大型托卡馬克乃至未來(lái)聚變堆的工程設(shè)計(jì)和制造能力有著重要的意義。

2、四極質(zhì)譜分析與測(cè)量系統(tǒng)

  http://www.13house.cn/vacuum-measure/mass-spectrum/042951.html

3、氣體分析系統(tǒng)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)

  http://www.13house.cn/vacuum-measure/mass-spectrum/042952.html

4、結(jié)論

  通過(guò)四極質(zhì)譜分析與測(cè)量系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn),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(kāi)展漏孔檢測(cè),氘、氦分辨性能及真空檢漏技術(shù)等相關(guān)研究提供了較好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。用3 種氣體對(duì)四極質(zhì)譜計(jì)進(jìn)行了靈敏度、線性、質(zhì)量刻度、分辯本領(lǐng)性能測(cè)試,通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)分析,所用EXTORR XT100 型質(zhì)譜計(jì)能夠滿足系統(tǒng)殘余氣體分析的要求。

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