HT—7超导托卡马克泰勒放电清洗实验研究

介绍了简单有效的泰勒放电清洗（ＴＤＣ）兼真空室感应加热烘烤的清洗系统。该系统在累计运行９１．５ｈ后，使Ｈ２Ｏ含量从６６％降低到６．７％，ＣＯ含量从３０％降低到１３％，从而使等离子体的平均有铲电荷数降低到２左右，获得了安全因子Ｑ放电的等离子体电注。     

HT-7超导托卡马克装置硼化实验研究

描述了一种无毒无爆炸的固态硼 (C2 B10 H12 )在HT 7超导托卡马克装置上进行的硼化实验 ,结果表明 :杂质成分显著降低 ,CO ,H2 O及碳化合物得到了有效抑制 ,Zeff从 4～ 5下降到约 1 5,杂质及工作气体再循环也明显减少 ,硼化为LHCD辅助加热提供了良好的壁条件。实验中对发现的问题及现象进行了探讨 ,提出了改进和完善的办法。     

HT-7托卡马克全金属壁及锂化条件下辉光放电清洗的研究

辉光放电清洗被广泛应用于聚变装置的壁处理,但是对于未来国际热核实验反应堆全金属壁条件下的实验运行,需要积累更多经验。HT-7托卡马克从2011年开始,采用全金属第一壁,包括钼限制器和不锈钢内衬,而且具有抑制杂质和降低再循环功能的锂化,也被HT-7用为常规的壁处理。研究发现,辉光放电清洗对于锂化金属壁同样具有杂质清除效果。全金属壁条件下,He辉光对于H,O,C的清除率分别达到4.2×1023,1.1×1022,2.4×1021atoms/h,锂化条件下,He辉光的清除率具有相似水平。此外,文章还研究了不同种类气体和壁温对于辉光效果的影响。先进超导托卡马克实验装置(EAST)不久也会采用钨偏滤器和钼第一壁,因此本文研究的内容对于全金属壁的EAST也同样具有重要意义。     

EAST辉光放电清洗电极的升级及实验研究

本文介绍了EAST装置辉光放电清洗电极的升级及实验研究。在常规的杆式辉光电极基础上,升级为具备主动水冷散热的板式电极,通过数值模拟和实验研究,证实新电极能满足辉光电流从3 A提升至6 A的散热需求,可长时间稳定运行。新电极在1000 V电压下的击穿气压略低于常规电极,提高He辉光运行电流,从而显著提升对氘(D)的清除率。使用常规的12 A(3 A×4个电极)辉光电流下对D的清除率为1.04×10²³atoms/h,电流提升一倍至24 A可将清除率提升至2.4倍(2.46×10²³atoms/h)。本文研究结果显示新升级的辉光电极能够稳定运行在6 A电流下,极大地提高了对D的清除率,为未来EAST托卡马克的实验运行提供了高效率的壁处理手段。     

HT—7超导托卡马克真空系统和真空调试实验

本文介绍了ＨＴ－７超导托卡马克装置的真空抽充气系统，质谱分析和真空测量系统。给出ＨＴ－７装置真空调试过程中的真空密封、检漏排漏、漏气率放气率和极限真空及质谱分析和放电清洗的实验结果，对有关问题进行了讨论。     

CFETR辉光放电清洗的均匀性研究

为研究壁表面离子流分布均匀性,设计高效率中国聚变工程实验堆辉光放电清洗(GDC)装置,采用流体模型对氦气辉光放电清洗进行等效二维模拟。阳极区域存在较强的局部电离,使得靠近阳极的第一壁受到更强烈的离子轰击;增加阳极电流该区域离子流密度显著增加,而放电清洗的均匀性并无提高;适当降低放电气压放电不均匀性得到较大改善;内壁电流密度略大于外壁电流密度,而电极径向位置对内外壁电流密度分布影响甚微。分析了阳极电流与电极数目的合理取值,给出了合适的放电气压范围。     

铬及铍表面辉光放电清洗的研究

本文对He辉光放电清洗后的铬（Cr）表面杂质去除情况和铍（Be）样品真空出气量变化进行了实验研究。使用场发射扫描电镜和表面质量测量仪对比观察了不同放电参数处理后的Cr样品表面，结果显示在放电功率为200～300W、放电室压强为1～10Pa、清洗时间为10-20min时可较好地清除表面杂质和降低表面粗糙度；对辉光放电处理前后Be样品出气情况的实验对比结果显示，清洗后1h内总出气量约降为清洗前的1／6。     

辉光放电清洗效果的质谱分析

在辉光放电清洗的实验研究中, 应用质谱技术进行了出气分析,应用其结果对射频辉光放电清洗的效果进行评估.实验结果表明,质谱技术能准确地分析表面吸附气体的分压强,氦离子的轰击可去除以及置换出样品中的气体,氮气、氧气和油蒸气在辉光放电清洗后的出气量下降,有利于超高真空的获得和维持.     

HT-7U石墨材料在HT-7超导托卡马克装置的先行实验

通过对1种新型石墨材料进行等离子体轰击实验,近似计算出材料的热导率大约为70W／m*K,石墨可以承受高达2.41MW／m2的能流密度(实验中最大值)。模头位置及波加热条件下,石墨受等离子体轰击程度的不同,主要与轰击粒子能量有关。在等离子体能量梯度方向改变石墨位置比增加等离子体能量更易达到大的能流轰击。石墨材料的抗轰击能力及抗溅射能力都比较好,在长时间等离子体轰击情况下,由石墨材料产生的杂质足够低,不影响等离子体放电,基本上满足装置正常运行的要求。     

HT-6M装置中频放电清洗实验研究

本文介绍一种用400Hz中频放电清洗HT-6MTokamak装置真空器壁的实验研究。系统经过800min断续中频放电,P_(18)、P_(28)降低两个量级,器壁表面C和O的含量分别降低到26%和5.8%。实验对400Hz中频放电清洗和直流辉光放电清洗效果进行了比较,结果表明400Hz放电对于表面H_2O的清洗效率优先于直流辉光放电清洗。实验中亦探讨了器壁条件的改善对等离子体参数的影响。     

不同面积Kapton材料的放电特性实验研究

航天器表面介质材料在空间等离子环境下会产生放电现象,放电诱发的瞬态脉冲会对航天器在轨安全运行产生严重影响。通过对不同面积的125μm厚Kapton温控材料进行放电实验,对放电诱发的瞬态脉冲进行测量,总结分析其规律,得出4～36 cm2Kapton材料和64～225 cm2Kapton材料的放电波形存在比较大的差异,而且随着材料面积增加,Kapton材料的放电电流峰值、放电持续时间、放电电荷损失量和放电频率都相应的升高。对Kapton材料放电特性的研究,将为航天器带电防护设计和放电危害评估提供数据支持。     

HL—1M装置的氦辉光放电清洗的清除率研究

通过对ＨＬ－１Ｍ的氦直流辉光放电清洗（ＨｅＧＤＣ）的放电特点和清除效率的研究，发现环形真空室的对称性导致与阳极截面相对称的区域的场强很弱，使其阴极位降区的厚度远大于氦离子的平均自由程，严重影响辉光清除效率。提出采用多电极不对称阳极电位的辉光放电来提高清除效率。     

HT-7超导托卡马克真空运行的安全保护

根据HT-7托卡马克装置所处不同阶段对真空的要求不同，介绍该安全保护系统如何构建以满足不同阶段的需要。重点论述了在真空运行的各个阶段，需要监测的真空参数以及如何根据这些参数实现安全保护的。最后介绍该系统如何协同工作、保证实验顺利进行以及目前该系统的实际运行情况。     

HL—1M的氦辉光放电清洗的清除率研究

通过对ＨＬ－１Ｍ的氦直流辉光放电清洗（ＨｅＧＤＣ）的放电特点和清除效率的研究，发现环形真空室的对称性导致与阳极截面相对称的截面的电场为零的中性截面，该截面及附近的场强很弱，使其阴极位降区的厚度远大于氦离子的平均自由程，严重影响辉光清除效率，提出２多电极不对称阳极电位一的辉光放电来提高清除效率；同时发现辉光清洗使氢分压比托卡马克放电的送氢量低一个量级以上，才能重复奶好的有辅助加料的托卡马克放电。     

光学太阳反射镜基底的辉光放电清洗

辉光放电清洗技术是一种用来改善膜层附着力的物理清洗方法。它是将基片浸没在含有化学活性气体辉光放电的等离子体中,使基片表面受到电子、离子和光子以及活性粒子的轰击、活化,从而达到清洗的目的。对于光学镀膜来说,目前大部分真空镀膜设备上的放电电极的安排是很不合理的。为此,重新设计并改进了辉光放电装置,通过放电清洗参数对清洗效果的实验研究,获得了最佳清洗工艺。经此工艺处理过的基片制备的光学太阳反射镜用胶带纸剥离法来检验膜层的附着力,结果表明,这种方法大大提高了膜层的附着力,其性能已完全能满足光学太阳反射镜在空间的使用要求。采用辉光放电清洗基片的光学太阳反射镜,其光学性能会受到少许影响。实验表明,它可使光学太阳反射镜的太阳吸收率增大0.002(石英玻璃型)和0.004(掺铈玻璃型)。为此,我们对因光学太阳反射镜光学性能改变而引起的卫星热控温升作了估算,对于石英玻璃型和掺铈玻璃型光学太阳反射镜这一温升仅分别为1.0℃～1.5℃和1.7℃～2.7℃。     

HT—7超导托卡马克装置硼化实验研究

描述了一种无毒无爆炸的固态硼（Ｃ２Ｂ１０Ｈ１２）在ＨＴ－７超导手 马克装置上进行了硼化实验，结果表明：杂质成分显降低，硼化为ＬＨＣＤ辅助加热提供了良好的壁条件。实验中对发现的问题及现象进行了探讨，提出了改进和完善的办法。     

射频驱动频率对托卡马克装置辉光放电清洗特性的影响

HL-2M装置初始放电阶段,分别采用2.1 MHz,13.56 MHz和40.68 MHz三种频率的射频电源开展了射频-直流辉光放电清洗实验,研究射频驱动频率对放电清洗特性的影响。预加载功率1500 W时,2.1 MHz放电的击穿气压为2.0×10^-1 Pa,13.56 MHz放电为5.6×10^-1 Pa;而40.68 MHz叠加直流偏压后在9.2×10^-1 Pa实现击穿。对三种频率辉光放电清洗实验过程中的残余气体成分进行监测,结果表明杂质产额由高到低为：2.1 MHz>40.68 MHz>13.56 MHz。由于低频放电具有较多的加热电子数,所以2.1 MHz放电的杂质产额最高。而虽然40.68 MHz放电的功率耦合效率最低,但由于具有高的等离子体密度,其杂质产额高于13.56 MHz。可见2.1 MHz的射频-直流辉光放电在HL-2M装置初始放电阶段具有最优的清洗特性。然而由于不同频率的功率耦合效率不同,同样会对清洗效率产生影响,因此下一步首先应解决阻抗匹配问题以提高耦合功率。     

大气压射频单介质阻挡放电中放电通道收缩现象的研究

大气压射频辉光放电产生的等离子体具有温和的温度、较好的稳定性和较强的化学活性而广泛应用于工业生产、生物处理等领域。为提高工作效率、增加放电均匀性, 应避免产生放电收缩现象。为此, 设计了一个带水冷铜电极的射频单介质阻挡放电系统, 在大气压下研究氮气和氩气放电收缩形成的机制。纳秒级ICCD相机拍摄的放电图像揭示出在大气压下氮气和氩气放电中明显存在放电通道收缩现象, 在放电周期内放电通道形状保持不变, 但在不同位置的发光强度随射频电源的频率作周期性变化。通过分析放电图像的三维时空分辨图和二维时间分辨图, 发现上下电极表面附近的发光强度在一个射频周期内交替出现一个峰, 但峰出现时间上为非对称。这不同于射频裸电极放电, 也不同于射频双介质阻挡放电。分析认为发光强度峰在一个射频周期内交替出现的时间非对称性是由于非对称电极表面电荷积累和二次电子发射差异造成。     

HT-7超导托卡马克装置真空系统参数的标定及分析

主要介绍HT-7超导托卡马克装置真空系统参数的标定和分析.在有无低温泵工作条件下,分别测量了HT-7真空系统对氢气、氘气、氦气和氮气的抽速曲线.分析包括器壁吸附等因素对HT-7真空系统不同气体抽速的影响.同时简单分析了在不同情况下,装置真空分布情况,为实现HT-7装置气体平衡提供参考.讨论和测量如何利用质谱计来分氦和氘.通过气体平衡比较准确的测量了装置体积.     

双室磁控规放电特性的实验研究

从实验中研究了双室磁控规的放电特性,得出了着火电压与磁场、气体压力的关系;放电电流与正交电磁场、气体压力的关系。实验结果表明,双室磁控规放电稳定,有利于降低正交电磁场以及延伸测量下限。