Исследовательская установка «Плазменный источник магнитный»

Внедрение: 2018 г.

Многофункциональная PCI-плата АЦП/ЦАП L‑780M была применена в установке «ПИМ» (Плазменный источник магнитный), разработанной для исследования явления сверхпроницаемости изотопов водорода через металлические мембраны ниобия [1]. На установке возможно исследование проникновения водорода как из газовой фазы, так и при облучении плазмой. Установка представляет собой два вакуумных объёма: камера «высокого давления» (камера экспозиции) с источником плазмы и камера регистрации (позиция 1 и позиция 4 на рисунке 1 соответственно) с раздельными системами откачки. Исследуемый образец закрепляется в съёмном мишенном узле (позиция 2) таким образом, что разделяет эти два вакуумных объёма. Камера регистрации оборудована квадрупольным масс-анализатором (QMS), который регистрирует парциальные давления ряда газов и позволяет измерять проникающие в камеру регистрации потоки изотопов водорода. В ходе экспериментов ряд параметров (температура, давление, ионный ток) записывается с помощью платы АЦП L‑780M производства L-Card.

Рисунок 1. Схема установки «ПИМ» после модернизации: PBR 260 – полнодиапазонные датчики давления; QMS – квадрупольный масс-спектрометр (масс-анализатор); Pirani – датчики давления типа Pirani (TPR 280); в качестве датчиков давления использовались ионизационные лампы ПМИ‑10‑2; ТМН – турбомолекулярный насос; CHA‑2 – управляемые пьезоэлектрические клапаны; ФН – форвакуумный насос.

В камере экспозиции создается избыточное, по сравнению с камерой регистрации, давление и может зажигаться плазменный разряд. Камера экспозиции состоит из водоохлаждаемой разрядной камеры, оборудованной ЭЦР-источником плазмы, пристыкованной к основному объёму с патрубками для откачки, диагностики (на одном из патрубков установлен монополярный масс-анализатор), установки мишенного узла и т.д. В разрядной части камеры экспозиции в магнитном поле, создаваемом постоянными магнитами, окружающими камеру извне (со стороны атмосферы), за счёт вводимого по системе антенн СВЧ-излучения, зажигается ЭЦР-разряд.

Установка может использоваться для измерения проникающих потоков изотопов водорода из плазмы и из газа через конструкционные и обращённые к плазме материалы электронных приборов, плазменных и термоядерных установок, материалы и системы, для которых актуален вопрос проникновения изотопов водорода, а также для калибровки абсорбционных зондов, используемых для исследования и диагностики пристеночной плазмы токамака.

Источник:

Черкез Д.И. Исследование проникновения изотопов водорода через низкоактивируемые материалы: диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. – Москва. – 2018 г. – 210 с.

Разработчик: Черкез Д.И. (ФГБУ Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»)