高分辨四極質(zhì)譜計在HL-2A 裝置上的應用

高分辨四極質(zhì)譜計在HL-2A 裝置上的應用

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：當托卡馬克裝置進(jìn)展到氘氚放電運行實(shí)驗階段，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 方程第二穩定區的高分辨四極質(zhì)譜計，一定程度上實(shí)現了He(4.0026u)和D2(4.0282u)的分辨。

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

　　首先向真空室中同時(shí)送入氦氣和氘氣，固定氦氣壓力，調節氘氣流量。當真空室中的氦氣和氘氣的比值小于某一值時(shí)，質(zhì)譜圖上觀(guān)察到兩個(gè)明顯可辨的He+峰和D2+峰，高分辨四極質(zhì)譜計一定程度上實(shí)現氦氘的分辨。

　　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的殘余氣體成分進(jìn)行測量，觀(guān)察到不同工況下真空室的殘余氣體成分有所區別。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(zhù)等離子體實(shí)驗的進(jìn)行而累積增加，在實(shí)驗結束后隨著(zhù)抽氣時(shí)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(guò)程中引入，實(shí)驗前本底分壓在10^-7 Pa 量級，由于實(shí)驗過(guò)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(shí)真空室壓強及氫同位素譜峰分壓小于分子泵抽氣，說(shuō)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 HL-2A 托卡馬克 氘氣 峰值比

　　基金項目：國家磁約束核聚變能研究專(zhuān)項資助(2010GB102001，2010GB108002)