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正航技术整理真空在加速器及受控核聚变中的应用
作者:正航仪器  更新时间:2019-10-26 11:25:14
正航技术整理真空在加速器及受控核聚变中的应用 
加速器是对粒子加速使被加速的粒子获得高能源的装置,在加速器中能够产生各种能 量的电子、质子、氘、a粒子及其它重离子。利用这些粒子与物质的相互作用,还可以产生各种带电和不带电的次级粒子,如7粒子、中子、多种介子、超子、反粒 子等。加速器产 生的粒子和射线已经用于核物理的研究以及医疗、工业、农业食品等部门。 
为确保粒子与残余气体分子不发生碰撞 散射现象、真空度必须达到保证粒子直线运动的要求,否则不但会引起束流损失或粒子达不到高的能 量,而且也易发生真空绝缘不够导致加 速器击穿,使加速器不能处于正常工作状态。表9是各种加速器的分类及它们所要求 的真空 度。 
 表9是各种加速器的分类及它们所要求 的真空 度
随着地球上石油储量的逐渐减少及大量能源消耗中所引起的环境污染。新能源的开发已经提到日程,其中受控核聚变所产生的巨大能源的利用,就是较理想的一种。 
目前,在这种新能源的开发上主要有两种,一种是利用重原子核裂变为两个轻原子 核。在其裂变反应过程中所释放出来的巨大的能量来发电、建立原子能发电站;另一种是利用两个轻原子( 如氘、氚 )聚合成一个重原子核能释放出来的巨大能量,这就是核聚变反应。利用这种反应所产生的能量,必须对反应过程加以控制,因此称为受控核聚变。由于这种聚变的 原料氘和氚的来源可从取之不尽的海水中提取,因此它的发展前途是不言而喻的。 
核聚变反应要求的温度很高:1.约为2亿度,这样高的温度、只有像太阳那样的恒星内部才能达到。在聚变反应中,如果氘氚中含有杂质、这种温是很难达到的。因此将核聚变装置中抽到十分清洁的真空是必不可缺少的条件。通常要求的真空度在10-7 ~ 10-9Pa范围内。 
 随着科学技术的发展、特别是近年来计算机和微电子学、生物工程、材料科学、表面科学、航天和航海工程等高技术科学的 发展,对真空科学要求越来越高。真空科学做为这些高技术发展不可缺少的技术必将起到更加重要的作用。例如,在目前微电子学及其纳米级电子材料和元器件的发 展中。对真空系统不仅要求采用高真空、真空和真空气氛清洁无油,而且要求耐腐蚀、耐粉尘 。 为了适应这些要求,在真空获得设备中制造各种于式泵、耐腐蚀泵,进一步发展磁悬浮式分子泵和能够避免强磁场及等离子体对涡输分子泵金属转子产生涡流发 热的用陶瓷做成转子的新型分子泵,是很必要的。在真空测量方面,我国与国外也存在较大的差距,主要表现在真空规管的结构,电子线路的设计,集成电路和自动 换挡及数字显示等新技术的采用上。因此尽快的改变我国真空测量仪器的现状,促进这一技术向多用化、自动化及体积小、外形美等方面发展,也是一个重要的问 题。此外,追赶当前国际上在极高真空测量和特殊条件下的真空测量颈域中的先进水平、也是我国真空工作者一项责无旁贷的艰巨任务。