高分辨四極質(zhì)譜計(jì)在HL-2A 裝置上的應(yīng)用

黃向玫 曹 曾 許正華 蔡 瀟

(核工業(yè)西南物理研究院 成都 610041)

　　摘要：當(dāng)托卡馬克裝置進(jìn)展到氘氚放電運(yùn)行實(shí)驗(yàn)階段，豐富氫同位素氛圍下的氦檢測十分重要，國際上研制了一種工作在Mathieu 方程第二穩(wěn)定區(qū)的高分辨四極質(zhì)譜計(jì)，一定程度上實(shí)現(xiàn)了He(4.0026u)和D2(4.0282u)的分辨。

　　本文將高分辨四極質(zhì)譜計(jì)安裝在HL-2A 裝置上進(jìn)行測量，對高分辨四極質(zhì)譜計(jì)在托卡馬克裝置中的應(yīng)用展開初步探索。

　　首先向真空室中同時送入氦氣和氘氣，固定氦氣壓力，調(diào)節(jié)氘氣流量。當(dāng)真空室中的氦氣和氘氣的比值小于某一值時，質(zhì)譜圖上觀察到兩個明顯可辨的He+峰和D2+峰，高分辨四極質(zhì)譜計(jì)一定程度上實(shí)現(xiàn)氦氘的分辨。

　　其次對裝置真空室在放電輝光清洗前后、不同等離子體放電次數(shù)的殘余氣體成分進(jìn)行測量，觀察到不同工況下真空室的殘余氣體成分有所區(qū)別。由H₂ 產(chǎn)生的譜峰H+,H2+在四種工況下變化不大;由D2產(chǎn)生的譜峰D+,HD+,D2+隨著等離子體實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行而累積增加，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后隨著抽氣時間增加而減小，分壓值在10^-6 Pa 量級;He 只在輝光放電清洗過程中引入，實(shí)驗(yàn)前本底分壓在10^-7 Pa 量級，由于實(shí)驗(yàn)過程一直維持真空室抽氣，很快又降到1×10^-7 Pa 以下。

　　最后向真空室中送入定量的氘氣，分別由分子泵和低溫泵抽氣，比較質(zhì)譜情況。低溫泵抽氣時真空室壓強(qiáng)及氫同位素譜峰分壓小于分子泵抽氣，說明低溫泵對氘氣的抽速大于分子泵。

　　關(guān)鍵詞 高分辨四極質(zhì)譜計(jì) HL-2A 托卡馬克 氘氣 峰值比

　　基金項(xiàng)目：國家磁約束核聚變能研究專項(xiàng)資助(2010GB102001，2010GB108002)