Вакуумные системы термоядерных установок

Основными элементами вакуумной системы термоядерного комплекса, например, крупнейшего в мире отечественного комплекса со сверхпроводящей обмоткой тороидального магнитного поля -токамака Т-15 являются разрядная камера, криостат, инжекторы быстрых нейтральных атомов и блоки откачки. В вакуумный тракт входят также элементы систем ВЧ-нагрева плазмы, напуска газа, криогенный и диагностический комплексы [2, 3]. Для формирования плазменного шнура и локализации областей взаимодействия плазмы со стенками внутри тороидальной разрядной камеры установлены подвижные и неподвижные диафрагмы из графито-содержащих композиций.

Фоновое давление в камере примерно 10^-6 Па. Расчетные значения удельной скорости газовыделения примерно 4-10^-10м-Па. Десорбционные характеристики обеспечиваются комплексной вакуумнотехнологической подготовкой камеры. Сюда входят обезжиривание, полировка, наладка и эксплуатация.

Для удаления окисных пленок используется индукционный разряд в водороде и кольцевой тлеющий разряд последовательно в криптоне.

Основным средством откачки трех инжекторов быстрых нейтральных атомов, в состав которых входят вакуумная камера объемом 25 м³, шлюзовые камеры ионных источников, магнитный сепаратор и прочее, являются встроенные криопанели с суммарной быстротой действия около 10 м³/с; рабочая температура панелей 3,8 К.

Откачка криостата, обеспечивающего вакуумную тепловую изоляцию сверхпроводящих и криорезистивных обмоток магнитов, и элементов криогенного оборудования осуществляется модулями на базе турбонасосов с быстротой действия 1,5 м³ /с.