专利名称：射频清洗工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于磁约束聚变装置第一壁的清洗工艺。
对于磁约束聚变装置而言，一个干净而良好的壁状态是取得高品质等离子体的必要条件。常规的壁处理技术是利用直流辉光放电来对第一壁进行长时间的清洗。但对未来磁约束聚变反应堆来说，装置的磁体毫无例外的都是超导磁体，以保证反应堆的连续运行。在有超导磁体产生的高磁场条件下，常规的直流辉光放电由于磁场的存在而不再能工作，如果要继续使用这一常规技术，就要频繁地对超导磁体进行充放电，既费时、费事，又易加速超导磁体的老化。
本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种能够快速、高效清除吸附在磁约束聚变装置第一壁表面杂质的射频清洗工艺。
本发明的目的是这样实现的A)、离子回旋天线置于磁约束聚变装置内，该装置内予充有氦气；B)、由射频发射机提供所需射频波；C)、射频波经阻抗匹配系统耦合到离子回旋天线，使该天线激发射频电磁波；D)、射频电磁波电离产生等离子，轰击面向等离子的磁约束聚变装置第一壁表面，解吸吸附在该壁表面的杂质；E)、用大抽速的真空泵将解吸出来的杂质分子抽出。
以下结合整个系统的原理图对射频清洗工艺过程作进一步的说明。
图1为射频清洗处理系统结构原理图。
由附图可见离子回旋天线3由中心导体、返回导体和支架组成，安装在磁约束聚变装置2内，该装置2是一个类似轮胎状的真空密封的不锈钢容器。在对装置壁进行清洗之前，通过充气口6对该装置予充气压范围在0.01-0.2Pa的氦气。
射频波由具有一定输出功率的发射机1提供。由于磁约束聚变装置2中具有恒定强磁场本底的特点，所以射频波的选择必须满足离子在装置中能够产生回旋共振这一条件，即F＝15.2B(MHz)。B为装置中强磁场本底的强度，单位为特斯拉。只有满足上述条件的射频波，才能在输入到离子回旋天线3后能充分激发电离气体所需的射频电磁波。
为了有效地将射频波的波功率耦合到离子回旋天线3，在发射机1和离子回旋天线3之间设有阻抗匹配系统5。
当从离子回旋天线3激发的电磁波的频率满足F＝15.2B时，气体就会被电磁波的高频电场所电离，这些被电离后的离子回旋与波发生共振而获得较高的能量，通过电荷交换和碰撞，产生能量较高的中性原子，这些原子轰击到面向等离子4的磁约束聚变装置2的第一壁表面，将吸附在该装置2第一壁表面的杂质，如水、一氧化碳、二氧化碳以及油等充分解吸。
利用大抽速的真空泵7将上述这些被吸出来的杂质分子和原子抽出磁约束聚变装置2，排除出去，从而完成清洗磁约束聚变装置第一壁表面的任务。
本发明由于利用超导磁约束聚变装置存在高磁场这一条件，通过施加射频电磁波，产生射频等离子体，再利用射频电磁波产生的高能粒子，能有效地对磁约束聚变装置第一壁进行轰击，清除吸附在该壁表面的杂质，从而更加迅速的得到高质量的等离子体。经在超导磁约束装置HT-7托卡马克上进行的实验表明与传统的直流辉光放电相比，该射频清洗工艺对氢的清除率是直流辉光放电的24倍，对水的清除率增加100倍以上，对一氧化碳的清除率高达700倍。由此可见，本发明的射频清洗工艺，确为未来超导磁约束聚变反应堆堆提供了一种高效而简洁的清洗方法。
权利要求
1.一种射频清洗工艺，其特征是A)、离子回旋天线(3)置于磁约束聚变装置(2)内，该装置(2)内子充有氦气；B)、由射频发射机(1)提供所需射频波；C)、射频波经阻抗匹配系统(5)耦合到离子回旋天线(3)，使该天线(3)激发射频电磁波D)、射频电磁波电离产生等离子(4)，轰击面向等离子(4)的磁约束聚变装置(2)第一壁表面，解吸吸附在该壁表面的杂质；E)、用大抽速的真空泵(7)将解吸出来的杂质分子抽出。
2.根据权利要求1所述的一种射频清洗工艺，其特征是所述的磁约束聚变装置(2)为类似轮胎状的真空密封的不锈钢容器。
3.根据权利要求1所述的一种射频清洗工艺，其特征是所述的磁约束聚变装置(2)内予充有氦气，其气压范围为0.01-0.2Pa。
全文摘要
本发明涉及一种用于磁约束聚变装置第一壁的清洗工艺,其特征是:离子回旋天线置于磁约束聚变装置内,该装置内预充有氦气;由射频发射机提供所需的射频波;射频波经阻抗匹配系统耦合到离子回旋天线,使该天线激发射频电磁波;射频电磁波电离产生等离子,轰击面向等离子的磁约束聚变装置第一壁表面,解吸吸附在该壁表面的杂质;用大抽速的真空泵将解吸出来的杂质分子抽出,实现快速、高效清洗磁约束聚变装置第一壁的目的。
文档编号B08B9/027GK1272407SQ0011227
公开日2000年11月8日 申请日期2000年5月15日 优先权日2000年5月15日
发明者赵燕平, 李建刚, 辜学茂, 龚先祖, 罗家融, 胡建生 申请人:中国科学院等离子体物理研究所