[发明专利]一种缓解第一镜表面沉积的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁约束核聚变技术领域，具体是一种缓解第一镜表面沉积的方法。

背景技术

在国际热核聚变实验堆（ITER）中，等离子体的运行状态主要依靠各种光学诊断系统来获取，这些诊断系统中有一半都需要在前端设置反射镜，其中设置在真空室中距离等离子体最近的反射镜称之为第一镜样品。由于直接面对等离子体，第一镜样品表面会遭受高能离子和电荷交换原子等的轰击产生溅射、杂质再沉积以及各种射线辐照，光学性能急剧恶化，其中溅射和沉积作用是使第一镜样品性能恶化的主要原因，会缩短第一镜样品的使用寿命，进而造成相关光学诊断系统参数的失实，甚至可能会威胁到反应堆的运行安全。选择低溅射率的金属材料可有效缓解地溅射作用对第一镜样品的影响，但是沉积在第一镜样品表面的杂质层会发生光波信号的吸收和相消干涉等一系列现象严重降低第一镜样品光学性能（特别是反射率），甚至仅10 nm 的沉积层也会使光学信号变形失真，因此必须采种各种办法缓解第一镜样品表面杂质沉积层的生长。目前国际采用的主要有防护挡板、加热、气体注入三种方法，其中防护挡板是最为简单可操作且有效的方法，现行的防护挡板有U型、圆筒型等形状，在短期辐照的情况下都取得了较好的效果，但是长期辐照仍然无法有效阻挡壁处理元素或者等离子体杂质的沉积，而利用磁性材料来操作挡片的磁力工作系统可用于长期辐照的环境，但其磁场状态不同的装置中无法普遍使用且此系统存在着结构不稳定经常失效的问题。因此，急需发明一种结构稳定可普遍使用在各聚变装置中且能够长期辐照的缓解第一镜样品表面沉积的方法。

发明内容 本发明的目的是提供一种缓解第一镜表面沉积的方法，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种缓解第一镜表面沉积的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A：将第一镜样品组装至每个防护管道内，并将所有防护管道紧密地固定到安装板上，此外还有一组防护管道的第一镜样品作为对比也固定在安装板上，将安装板与支架连接，并将支架安装至EAST的窗口下表面；

步骤B：挡板通过EAST窗口法兰进行密封，保护防护管道前端；

步骤C：壁处理时关闭挡板，主等离子体放电时打开挡板。

所述一种缓解第一镜表面沉积的方法，其特征在于：所述步骤A中，第一镜样品材料为金属，表面高度抛光至镜面后组装至各防护管道末端以远离等离子体。

所述一种缓解第一镜表面沉积的方法，其特征在于：所述步骤A中，多组具有不同筒径比的防护管道紧密地固定到安装板上，并保持前端平齐面向等离子体。

所述一种缓解第一镜表面沉积的方法，其特征在于：所述步骤A中，支架用于与EAST的窗口下表面连接，在支架与窗口表面之前留有一定的空间。

所述一种缓解第一镜表面沉积的方法，其特征在于：所述步骤B中，挡板由真空连接、传动幅以及挡片三部分组成，真空连接采用直推式、手动与电动一体的方式，传动幅为拉杆式，挡片为长方形并在上方设置了一个直角结构，可完全包围防护管道的前端。

所述一种缓解第一镜表面沉积的方法，其特征在于：所述的真空连接与步进电机相连，以实现自动远程控制挡片；手动式是当电动式发生故障时作为备用；真空连接与EAST窗口通过法兰密封。

所述一种缓解第一镜表面沉积的方法，其特征在于：传动幅的螺杆有支点进行加固以防在推拉过程中弯曲变形，从支架下方的空间通过与挡片相连。

所述一种缓解第一镜表面沉积的方法，其特征在于：所述的挡片与传动幅之间有加强筋连接。

所述一种缓解第一镜表面沉积的方法，其特征在于：所述步骤C中，在EAST进行壁处理时，关闭挡片阻挡壁处理元素进入管道；当主等离子体放电时，真空连接驱动传动幅打开挡片，使第一镜样品处于工作状态。

所述一种缓解第一镜表面沉积的方法，其特征在于：所述的挡板、安装板、防护管道、支架均采用无磁不锈钢材料。

本发明的优点：本发明提供的缓解第一镜样品表面沉积的方法步骤科学合理，该技术可普遍应用于磁约束装置中，并考虑到复杂的装置环境可能出现的情况，使得该方法更加稳定可靠。

附图说明

图1为本发明原理图。

具体实施方式

如图1示，一种缓解第一镜表面沉积的方法，包括以下步骤：