HL22A 装置激光诊断系统第一镜的防护和实验分析 - 核聚变与等离子.PDF

第 26 卷 第 1 期 核 聚 变 与 等 离 子 体 物 理 Vol. 26 , No. 1 2 0 0 6 年 3 月 Nuclear Fusion and Plasma Physics March 2006 ( ) 文章编号 :0254 - 6086 2006 01 - 0031 - 04 HL2A 装置激光诊断系统 第一镜的防护和实验分析 高炳义 ,周　艳 ,邓中朝 ,易　江 ,唐益武 ,丁玄同 (核工业西南物理研究院 ,成都 610041) 　　摘 　要 :介绍了在 HL2A 装置上远红外激光干涉诊断系统第一镜的溅射和沉积实验。比较了实验前后第一镜 反射率的变化 ,分析了污染后的第一镜表面杂质成分 ,提出了用挡板防护第一镜的方法。 关键词 :第一镜 ;溅射 ;沉积 中图分类号:TL67 　　　　　　　　　　　　　　　　文献标识码 :A 1 　引言 诊断系统第一镜的防护和实验展开研究。 在磁约束聚变研究中 ,紫外线、可见光、红外线 近年来 ,对于聚变装置的诊断系统中第一镜的 等诊断系统都将通过第一镜观测等离子体 ,这些等 腐蚀和污染的原因进行的调查发现 :影响反射镜寿 ( ) 离子体诊断所用的反射镜必须安装在真空室内 ,直 命有两个过程 , 即由电荷交换的原子 CXA 溅射导 接面对着等离子体。在 ITER 中 ,第一镜将受到高达 致的腐蚀和来自真空室其他内部成分材料溅射后的 500kW ·m - 2 的紫外线和 X 射线辐射、8W ·cm - 3 的中 再沉积导致的污染。它们是两个相反的过程 ,但是 子辐射以及 γ射线和粒子流的作用。另外它还遭受 两者都使镜子的光学性能降低[1 ] 。 到来自偏滤器和第一壁材料的沉积污染。传输波长 研究还发现 : 中子流主要造成材料容积的改变; 范围从 5nm 的真空紫外到 100μ γ射线主要影响电介质 ;X 射线和 UV 射线将造成表 m 的远红外波要求 保持第一镜表面的平均粗糙度不能超过工作波长的 面升温。只有 CXA 的轰击将直接造成镜面粗糙 , 即 0. 1 倍。而当前磁约束试验中所使用的第一镜在这 导致第一镜光学性能的降低。所有辐射对第一镜的 种环境中工作 ,寿命一般不会超过几十秒[1 ] 。另外 , 影响也取决于镜面的位置和朝向。最困难的问题是 防护措施的不利 , 以及选材的不好,也会导致第一镜 光学诊断需镜面有广阔的视角 ,这也就是镜面不得 溅射和沉积的加重 ,也就造成其光学性能的下降 ,从 不广角度地暴露给等离子体 ,CXA 的大量轰击也就 而导致诊断工作参数的失实 ,严重时甚至导致整个 不可避免[1 ] 。 测量系统无法工作。在 ITER 的设计中第一镜要求 另外 ,第一镜材料的选择也是很重要的。从所 ( ) 做的实验分析可知 :当溅射占主导时 ,即使把第一镜 在长时间 至少半年 的各种辐射下保持良好的光学