液氦溫區(qū)低溫吸附抽氣性能研究.pdf

1、中性束注入器(Neutral beam injector,NBI)是產(chǎn)生高能中性粒子束并輸送至聚變裝置以有效加熱等離子體的設(shè)備，中性束注入一直是聚變研究的一個熱點問題。隨著注入束功率的提高，NBI要求低溫真空系統(tǒng)對氫的抽氣能力應(yīng)達到104—106L/s，中性束注入器真空系統(tǒng)性能關(guān)系到束傳輸效率的高低，并且影響到整個束線內(nèi)部其它部件的使用壽命與安全。文章基于低溫吸附理論，在研究分析液氦溫區(qū)低溫冷凝抽氣特性的基礎(chǔ)上，研究了液氦溫區(qū)低溫吸附抽

2、氣性能，提出了添加活性炭吸附劑的方法，提高了對氫及其同位素氣體的穩(wěn)定大抽速的能力，可以實現(xiàn)NBI穩(wěn)態(tài)運行的要求。
　　 研究分析了各種吸附劑結(jié)構(gòu)及其性能，基于BET方法和HK孔徑分析模型測試分析了四種活性炭的性能參數(shù)，通過數(shù)值計算與數(shù)據(jù)擬合得出C2型活性炭比表面積、孔容積以及孔徑分布分別為：837.17cm2/g，0.4396 cm3/g，小于7.63埃的微孔占80％以上。
　　 根據(jù)NBI低溫吸附抽氣系統(tǒng)在10-3Pa

3、量級穩(wěn)定大抽速的要求，應(yīng)用研制的液氦低溫吸附性能測試系統(tǒng)，進行了C2活性炭液氦溫區(qū)吸附抽氣性能的實驗，研究分析了本底氣體、進氣流量以及吸附質(zhì)氣體對低溫吸附特性的影響因素，通過實驗數(shù)據(jù)處理與計算得出：表面粘結(jié)C2型活性炭的低溫抽氣系統(tǒng)在10-3Pa量級內(nèi)對氫氣的比抽速達到4.5L/s·cn2，能滿足穩(wěn)定真空壓力下，NBI穩(wěn)態(tài)運行時抽氣速率的要求，達到了預(yù)期研究目標。為進一步研究液氦溫區(qū)低溫吸附抽氣性能、設(shè)計研制NBI用液氦低溫吸附泵提供了