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1、(10)申请公布号 CN 102653856 A (43)申请公布日 2012.09.05 CN 102653856 A *CN102653856A* (21)申请号 201210111534.2 (22)申请日 2012.04.16 C23C 14/32(2006.01) C23C 16/505(2006.01) C23C 14/14(2006.01) C23C 16/06(2006.01) G21B 1/13(2006.01) G21B 1/25(2006.01) (71)申请人 中国科学院等离子体物理研究所 地址 230031 安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路 350 号 (72)发明人 左桂。
2、忠 胡建生 李建刚 孙震 (74)专利代理机构 安徽合肥华信知识产权代理 有限公司 34112 代理人 余成俊 (54) 发明名称 利用金属锂涂层作为改善全超导托卡马克第 一壁燃料再循环的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种利用金属锂涂层作为改善 全超导托卡马克第一壁燃料再循环的方法， 包括 有锂化坩埚系统、 波纹管传送系统， 锂化坩埚系统 包括有锂化坩埚、 加热系统、 测温系统， 加热系统 的加热装置为加热丝， 通过射频放电辅助沉积或 化学气象沉积的方法对磁约束装置真空室内第一 壁表面涂覆 10-20 纳米金属锂涂层， 以实现对第 一壁材料的改性， 满足聚变等离子体对第一壁低 杂质污染、 。
3、低再循环的苛刻要求。 本发明通过对第 一壁表面实施锂涂层， 可以快速、 经济、 有效的实 现对等离子体性能的改善， 以便满足不同等离子 体物理试验的需求。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 1/2 页 2 1. 一种利用金属锂涂层作为改善全超导托卡马克第一壁燃料再循环的方法， 其特征在 于， 包括有锂化坩埚系统、 波纹管传送系统， 所述的锂化坩埚系统包括有锂化坩埚、 加热系 统、 测温系统， 加热系统的加热装置为加热丝， 所述的锂化坩埚为敞口坩埚。
4、， 锂化坩埚内部 的中间位置设有一个垂直于坩埚底部的挡板， 挡板的顶部开有一个槽， 位于挡板一侧的锂 化坩埚的底部开有一个孔一， 锂化坩埚顶部内侧设有凹台， 凹台上放有盖板， 盖板上开有一 个与坩埚底部的孔一相对应的孔二， 盖板与锂化坩埚配合使用 ； 具体包括以下步骤 ： 对磁约束装置真空室进行抽气检漏 ； 在 99.9% 的高纯氩的保护下将固态的锂棒放入锂化坩埚内底部无孔的一侧 ； 使用离子回旋射频波 （ICRF） 产生的脉冲式等离子体放电对磁约束装置真空室内的第 一壁进行清洗 ； 放电的参数为 ： 工作气体为氦， PHe=0.05Pa， 功率20-30kW， 占空比为1秒开并 1 秒关， 。
5、放电清洗时间为 1-2 小时 ； 在 ICRF 等离子体放电清洗过程中， 将锂化坩埚通过波纹管传送系统压缩送入到磁约 束装置真空室内 ； 放电清洗结束后， 调节加热系统中加热丝的电压， 开始进行锂棒加热， 当温度加热到大 约摄氏 300 度左右， 在真空室内的锂化坩埚附近开始泛红， 随着坩埚温度的逐渐增加， 真空 室内颜色逐渐变成血红色， 而且越来越红 ； 最终锂化坩埚的蒸发温度稳定在摄氏 550-600 度 ； 锂将从坩埚蒸发， 在电场作用下将锂离子弥散， 扩散到真空室内， 通过以下两种不同的 机制涂覆到第一壁上 ： 通过ICRF等离子体电离， 在环向均匀ICRF等离子体的作用下弥散到第一壁。
6、， 实现第 一壁的均匀涂覆 ； 具体操作如下 ： 盖板置于锂化坩埚顶部的凹台上， 锂蒸汽从盖板上的孔二和锂化坩埚底部的孔一中扩 散出来进入真空室， 在有强磁场的条件下， 注入 20-30 千瓦的射频波， 使其产生均匀的脉冲 式等离子体放电， 放电介质为氦气， 在放电的过程中， 锂离子被均匀的涂覆到第一壁表面， 通过控制锂化坩埚的加热温度及锂化坩埚加热时间的长短来控制锂的蒸发量， 从而控制锂 涂层的厚度为 10-20 纳米 ； 通过化学气相沉积的方式实现锂涂覆， 根据不同等离子物理放电的需要， 通过使用 设计巧妙的锂蒸发坩埚和使用不同的盖板， 灵活实现对第一壁表面局部和整体进行涂覆 ； 具体操作。
7、如下 ： 带有孔的盖板放在锂化坩埚顶部的凹台上， 锂蒸汽从盖板上的孔二和锂化坩埚底部的 孔一中扩散出来， 锂蒸气进入真空室后， 向上、 下两个方向发散， 通过化学气相沉积的方式 实现真空室内上、 下偏滤器区域的整体涂覆， 通过控制锂化坩埚的加热温度及锂化坩埚加 热时间的长短来控制锂的蒸发量， 从而控制锂涂层的厚度为 10-20 纳米。 2. 根据权利要求 1 所述的利用金属锂涂层作为改善全超导托卡马克第一壁燃料再循 环的方法， 其特征在于， 所述的通过化学气相沉积的方式实现锂涂覆， 还可以使用小盖板分 别盖上锂化坩埚的底部和顶部的小孔， 锂蒸汽将分别从坩埚顶部盖板上的孔二及底部的孔 一中发射出。
8、来， 分别向上和向下两个方向发射锂蒸汽， 通过化学气相沉积的方式分别实现 上偏滤器及下偏滤器的局部涂覆。 权 利 要 求 书 CN 102653856 A 2 2/2 页 3 3. 根据权利要求 1 所述的利用金属锂涂层作为改善全超导托卡马克第一壁燃料再循 环的方法， 其特征在于， 所述的锂化坩埚和挡板、 盖板的材料为耐锂腐蚀的 316L 不锈钢。 4. 根据权利要求 1 所述的利用金属锂涂层作为改善全超导托卡马克第一壁燃料再循 环的方法， ， 其特征在于， 所述的加热丝的参数为 ： 220V， 27， 1.5kW。 权 利 要 求 书 CN 102653856 A 3 1/5 页 4 利用金。
9、属锂涂层作为改善全超导托卡马克第一壁燃料再循 环的方法 0001 技术领域 ： 本发明涉及聚变反应堆真空室内部第一壁材料改性领域， 具体是利用射频放电和化学 气相沉积两种方法实现对真空室第一壁表面的涂覆， 从而实现改善全超导托卡马克第一壁 燃料再循环。 0002 背景技术 ： 等离子体品质与等离子体边界再循环及杂质的水平密切相关。等离子体品质随着整 体再循环系数降低而增加。等离子体中杂质主要来源于等离子体与壁相互作用， 而杂质的 存在将会由辐射而导致等离子体能量的大量损失， 影响等离子体温度的分布及等离子体能 量平衡过程， 导致聚变功率的降低， 稀释等离子体燃料， 所以聚变装置第一壁材料的选择。
10、及 其表面状态的控制是获得高约束性能等离子体的关键之一。为了承受高温等离子体的轰 击， 获得尽可能低的杂质浓度， 降低杂质辐射能量损失， 第一壁材料应具有低原子序数、 高 熔点、 高耐热冲击和低溅射等性能的材料。 0003 目前在托卡马克装置中研究的等离子体第一壁材料主要是石墨、 钨和铍材料。石 墨具有良好的热性能、 低辐射能量损失、 很好的焊接技术、 广泛的实验基础等优点而被广泛 应用。 然而， 石墨材料的腐蚀及其再沉积导致的氢同位素的滞留将严重影响粒子的再循环， 影响等离子体的密度控制， 影响装置的经济有效的运行， 并且在未来装置中氚的滞留也会 带来严重的安全问题和环境问题。 这些问题导致。
11、以石墨作为等离子体边界材料存在一些缺 点， 如需要长时间壁处理、 化学腐蚀导致寿命有限、 在中子辐射下物理和机械性能降低、 产 生灰尘、 在等离子体破裂时高热负载下破碎损伤、 氢滞留严重等缺点。 为了提高第一壁材料 的抗溅射能力和降低 T 的滞留， W 材料目前也被选择为第一壁的材料， 但是等离子体对其容 忍的含量很低、 氧对其化学腐蚀及高活化性可能会影响其广泛应用。Be 材料的优点是低的 原子序数、 热导大、 吸氧能力好、 一定的实验基础、 低辐射能量损失、 等离子体喷涂修复、 很 好的焊接技术、 低的 T 滞留等。但是由于 Be 具有较低的熔化温度、 潜在的有毒性、 相对高的 溅射率， 其。
12、应用受到一定限制， 一般用于能流密度不高的等离子体第一壁。 0004 而锂材料具有非常优异的核性能， 是一种非常重要的聚变材料。 锂的低原子序数、 高比热、 对杂质和粒子再循环的强抑制能力、 使其成为一个重要的、 潜在的面对等离子体材 料。锂非常活泼， 易与氧、 氮、 碳及氧化物、 硅酸盐等物质结合的能力， 故可以有效吸收真空 室中的 O2、 N2、 CO、 H2O、 CO2等杂质， 可以大大降低托卡马克装置中杂质含量。锂对 H、 D、 T 具 有非常优异的抽气能力， 每个锂原子可以吸附10%的H、 D、 T原子。 在500左右与氢发生反 应， 并且是唯一能生成稳定得足以熔融而不分解的氢化物的。
13、碱金属， 不会在等离子体放电 中产生很高的粒子再循环。锂的电离能较低， 为 5.392eV， 锂一旦进入等离子体将很快被电 离。 锂在热的等离子体中心区域会被完全电离， 在较冷的等离子体边界区域发生韧致辐射， 在等离子体边界产生的辐射将冷却等离子体的边界区域， 这样可以减少沿着磁力线流向限 制器和偏滤器的对流功率流， 并且将其分布在更大的表面上， 从而减少局部的热量积累、 减 轻了溅射效应， 尽可能地降低了真空室的杂质含量及第一壁的腐蚀。锂的电离能低的特点 说 明 书 CN 102653856 A 4 2/5 页 5 使得锂在进入等离子体中心区前将在边界区充分电离， 同时锂本身的再循环系数很低。
14、和低 Z， 可以减少锂对中心等离子体的影响。另外， 锂具有较高的比热， 3.6J/(g K)， 耐热冲击比 较好。 0005 在 FTU 装置上锂化实验表明， 锂化后等离子体能量辐射比硼化后等离子体能量辐 射降低了 50%， 环电压减少 10% ； 在锂化及硼化后等离子体能量约束时间比金属壁情况下提 高 1.3 倍 ； 同时锂化也有效地降低了氢的再循环。DIII-D 锂化壁处理对减少氧含量， 避免 大电流 (2.2MA) 情况下的锁模有明显效果， 并且大电流等离子体放电情况下的不易发生 破裂放电， 有利于大电流放电。 TJ-II锂化壁处理实验表明， 粒子再循环降低， 杂质得到有效 的抑制， 锂。
15、化壁处理更有利于中性束注入 (NBI) 等离子体放电。HL-1M 通过锂化壁处理， 有 效地减少了等离子体中的碳、 氧杂质含量 ； 锂化后， 等离子体能量辐射损失较硅化壁处理后 平均降低 30%50%。 0006 发明内容 ： 本发明的目的是解决等离子体放电中第一壁材料高杂质污染、 高再循环问题， 使用锂 化壁处理的方法， 在 EAST 磁约束聚变真空室内第一壁表面均匀地涂覆 10-20 纳米金属锂 涂层， 由于锂是非常活泼的金属材料， 对真空室中的 O2,N2,CO, H2O,CO2等杂质具有很好的 吸附作用， 可以实现对第一壁材料的改性， 降低等离子放电中的杂质及再循环水平， 从而快 速、。
16、 经济、 有效的实现对等离子体性能的改善。 0007 利用金属锂涂层作为改善全超导托卡马克第一壁燃料再循环的方法， 其特征在 于， 包括有锂化坩埚系统、 波纹管传送系统， 所述的锂化坩埚系统包括有锂化坩埚、 加热系 统、 测温系统， 加热系统的加热装置为加热丝， 所述的锂化坩埚为敞口坩埚， 锂化坩埚内部 的中间位置设有一个垂直于坩埚底部的挡板， 挡板的顶部开有一个槽， 位于挡板一侧的锂 化坩埚的底部开有一个孔一， 锂化坩埚顶部内侧设有凹台， 凹台上放有盖板， 盖板上开有一 个与坩埚底部的孔一相对应的孔二， 盖板与锂化坩埚配合使用 ； 具体包括以下步骤 ： 1） 对磁约束装置真空室进行抽气检漏 。
17、； 2） 在 99.9% 的高纯氩的保护下将固态的锂棒放入锂化坩埚内底部无孔的一侧 ； 3） 使用离子回旋射频波 （ICRF） 产生的脉冲式等离子体放电对磁约束装置真空室内的 第一壁进行清洗 ； 放电的参数为 ： PHe=0.05Pa， 功率20-30kW， 占空比为1秒开并1秒关， 放电 清洗时间为1-2小时 （He-ICRF清洗不仅可以有效清除杂质， 也可以用于器壁所滞留的D2的 清除， 有效降低器壁所吸附的 D2， 改善粒子再循环， 提高对等离子体体密度的控制能力 ； ） ； 4） 在 ICRF 等离子体放电清洗过程中， 将锂化坩埚通过波纹管传送系统压缩送入到磁 约束装置真空室内 ； 5。
18、） 放电清洗结束后， 通过调节加热系统中加热丝的电压， 开始进行锂棒加热， 当温度加 热到大约摄氏 300 度左右， 在真空室内的锂化坩埚附近开始泛红， 随着坩埚温度的逐渐增 加， 真空室内颜色逐渐变成血红色， 而且越来越红 （由于LiI线的波长是671纳米， 在红色可 见光波的范围， 故锂化放电的颜色为红色， 可以通过观察放电过程中真空室内的颜色来判 断锂化的均匀程度） ； 最终锂化坩埚的加热电压维持在大约 80-90V， 锂化坩埚的蒸发温度稳 定在摄氏 550-600 度 ； 6） 锂将从坩埚蒸发， 在电场作用下将锂离子弥散， 扩散到真空室内， 通过两种不同的机 说 明 书 CN 1026。
19、53856 A 5 3/5 页 6 制涂覆到第一壁上 ： 通过ICRF等离子体电离， 在环向均匀ICRF等离子体的作用下弥散到第一壁， 实现 第一壁的均匀涂覆 ； 具体操作如下 ： 盖板置于锂化坩埚顶部的凹台上， 锂蒸汽从盖板上的孔二和锂化坩埚底部的孔一中 扩散出来， 扩散出来进入真空室后， 在有强磁场的条件下， 注入 20-30 千瓦的射频波， 使其 产生均匀的脉冲式等离子体放电， 放电介质为氦气， 在放电的过程中， 锂离子被均匀的涂覆 到第一壁表面， 通过控制锂化坩埚的加热温度及锂化坩埚加热时间的长短来控制锂的蒸发 量， 从而控制锂涂层的厚度为 10-20 纳米 ； 通过化学气相沉积的方式。
20、实现锂涂覆， 根据不同等离子物理放电的需要， 通过使用 设计巧妙的锂蒸发坩埚和使用不同的盖板， 灵活实现对第一壁表面局部和整体进行涂覆 ； 具体操作如下 ： 带有孔的盖板放在锂化坩埚顶部的凹台上， 锂蒸汽从盖板上的孔二和锂化坩埚底部的 孔一中扩散出来， 锂蒸气进入真空室后， 向上、 下两个方向发散， 通过化学气相沉积的方式 实现真空室内上、 下偏滤器区域的整体涂覆， 通过控制锂化坩埚的加热温度及锂化坩埚加 热时间的长短来控制锂的蒸发量， 从而控制锂涂层的厚度为 10-20 纳米。 0008 所述的通过化学气相沉积的方式实现锂涂覆， 还可以使用小盖板分别盖上锂化坩 埚的底部和顶部的小孔， 锂蒸汽。
21、将分别从坩埚顶部盖板上的孔二及底部的孔一中发射出 来， 分别向上和向下两个方向发射锂蒸汽， 通过化学气相沉积的方式分别实现上偏滤器及 下偏滤器的局部涂覆。 0009 所述的锂化坩埚和盖板的材料为耐锂腐蚀的 316L 不锈钢。 0010 所述的加热丝的参数为 ： 220V， 27， 1.5kW。 0011 本发明的原理是 ： 利用金属锂涂层作为改善全超导托卡马克第一壁燃料再循环的方法， 一是利用射频波 产生的均匀的脉冲式等离子体放电将锂电离， 锂离子在环向均匀的射频等离子体放电作用 下被均匀的涂覆到第一壁表面 ； 二是利用化学气象沉积的方法， 通过使用设计巧妙的锂蒸 发坩埚和使用不同的挡板， 可。
22、以灵活实现对第一壁表面局部和整体进行涂覆， 以便满足不 同等离子体物理试验的需求。 0012 由于锂的蒸汽发射具有方向性， 发射限为半球。蒸发源的发射按所研究的方向与 表面法线间夹角呈余弦分布， 即遵守克努曾定律 , 所以通过单向开口的锂化坩埚设计很难 实现锂的均匀涂覆。在 EAST 锂化涂覆的过程中， 在磁场的环境下， 使用专门设计的离子回 旋天线， 产生20-30千瓦的射频波， 将蒸发的锂原子电离成锂离子， 在环向均匀ICRF等离子 体的作用下， 将离子弥散到第一壁， 实现第一壁的均匀镀膜。 0013 由于 EAST 放电可以在不同的等离子位型下放电， 比如双零位型 （Double Nul。
23、l， DN） ， 单零位型 （Single Null， SN， 包括上单零位型 （Upper Single Null, USN） 和下单零位 型 （Lower Single Null, LSN） ） ， 在不同的位型下， 等离子与第一壁的主要的相互作用位置 将不同， 锂涂覆的位置必须满足不同位型等离子放电的需要， 才能获得各种不同位型下的 高性能等离子体放电。所以， 为 EAST 锂化壁处理实验设计带盖板的锂化坩埚， 通过盖板的 作用， 灵活实现对不同位置第一壁的涂覆。 0014 本发明的有益效果在于 ： 说 明 书 CN 102653856 A 6 4/5 页 7 本发明利用锂是一种原子序数。
24、低、 非常活泼的材料金属， 可以有效吸收真空室中的 O2,N2,CO, H2O,CO2等杂质， 从而可以大大降低托卡马克装置中杂质含量和粒子再循环的特 点， 对磁约束装置真空室内第一壁表面涂覆 10-20 纳米金属锂涂层， 可以快速、 经济、 有效 的实现对第一壁材料的改性， 进而满足聚变等离子体对第一壁低杂质污染、 低再循环的苛 刻要求， 实现对等离子体性能的改善。 0015 附图说明 ： 图 1 是本发明的锂化坩埚的设计图。 0016 图 2 是向上下同时发射锂蒸汽的坩埚示意图。 0017 图 3 是向上下同时发射锂蒸汽时在 EAST 装置内锂蒸发的示意图。 0018 图 4 是向上发射锂。
25、蒸汽的坩埚示意图。 0019 图 5 是向下发射锂蒸汽的坩埚示意图。 0020 具体实施方式 ： 如图 1-5 所示， 利用金属锂涂层作为改善全超导托卡马克第一壁燃料再循环的方法， 包括有锂化坩埚系统、 波纹管传送系统， 锂化坩埚系统包括有锂化坩埚 1、 加热系统、 测温系 统， 加热系统的加热装置为加热丝， 锂化坩埚 1 为敞口坩埚， 锂化坩埚 1 内部的中间位置设 有一个垂直于坩埚底部的挡板 2， 挡板 2 的顶部开有一个槽 3， 位于挡板 2 一侧的锂化坩埚 1 的底部开有一个孔一 4， 锂化坩埚 1 顶部内侧设有凹台 5， 凹台 5 上放有盖板 6， 盖板 6 上 开有一个与坩埚底部的。
26、孔一 4 相对应的孔二 7， 盖板 6 与锂化坩埚 1 配合使用 ； 具体包括以下步骤 ： 1） 对磁约束装置真空室进行抽气检漏 ； 2） 在 99.9% 的高纯氩的保护下将固态的锂棒放入锂化坩埚 1 内底部无孔的一侧 ； 3） 由于锂是原子序数最小、 非常活泼的金属元素。锂与真空室壁表面及空间的离子、 原子和分子直接发生化学反应， 在真空室内表面形成比较稳定的固态化合物， 如 ： Li2C2, Li2O, LiOH, Li2CO3, LiHCO3等， 降低了锂膜的活性， 所以在锂化壁处理以前， 先使用 ICRF 放电对真空室壁进行清洗， 即使用离子回旋射频波 （ICRF） 产生的脉冲式等离子。
27、体放电对磁 约束装置真空室内的第一壁进行清洗 ； 放电的参数为 ： PHe=0.05Pa， 功率 20-30kW， 占空比为 1秒开并1秒关， 放电清洗时间为1-2小时 （He-ICRF清洗不仅可以有效清除杂质， 也可以用 于器壁所滞留的 D2的清除， 有效降低器壁所吸附的 D2， 改善粒子再循环， 提高对等离子体体 密度的控制能力。 ） ； 4） 在 ICRF 等离子体放电清洗过程中， 将锂化坩埚通过波纹管传送系统压缩送入到磁 约束装置真空室内 ； 5） 放电清洗结束后， 通过调节加热系统中加热丝的电压， 开始进行锂棒加热， 当温度加 热到大约摄氏 300 度左右， 在真空室内的锂化坩埚附近。
28、开始泛红， 随着坩埚温度的逐渐增 加， 真空室内颜色逐渐变成血红色， 而且越来越红 （由于LiI线的波长是671纳米， 在红色可 见光波的范围， 故锂化放电的颜色为红色， 可以通过观察放电过程中真空室内的颜色来判 断锂化的均匀程度） ； 最终锂化坩埚的加热电压维持在大约 80-90V， 锂化坩埚的蒸发温度稳 定在摄氏 550-600 度 ； 6） 锂将从坩埚蒸发， 在电场作用下将锂离子弥散， 扩散到真空室内， 通过两种不同的机 制涂覆到第一壁上 ： 说 明 书 CN 102653856 A 7 5/5 页 8 通过 ICRF 等离子体电离， 在环向均匀 ICRF 等离子体的作用下弥散到第一壁，。
29、 实现 第一壁的均匀涂覆 ； 具体操作如下 ： 盖板6置于锂化坩埚1顶部的凹台5上， 锂蒸汽从盖板上的孔二7和锂化坩埚底部的孔 一4中扩散出来， 扩散出来进入真空室后， 在有强磁场的条件下， 注入20-30千瓦的射频波， 使其产生均匀的脉冲式等离子体放电， 放电介质为氦气， 在放电的过程中， 锂离子被均匀的 涂覆到第一壁表面， 通过控制锂化坩埚的加热温度及锂化坩埚加热时间的长短来控制锂的 蒸发量， 从而控制锂涂层的厚度为 10-20 纳米 ； 通过化学气相沉积的方式实现锂涂覆， 根据不同等离子物理放电的需要， 通过使用 设计巧妙的锂蒸发坩埚和使用不同的盖板， 灵活实现对第一壁表面局部和整体进行。
30、涂覆 ； 具体操作如下 ： 如图 1、 2、 3 所示， 带有孔的盖板 6 放在锂化坩埚顶部 1 的凹台 5 上， 锂蒸汽从盖板上 的孔二 7 和锂化坩埚 1 底部的孔一 4 中扩散出来， 锂蒸气进入真空室后， 向上、 下两个方向 发散， 通过化学气相沉积的方式实现真空室内上、 下偏滤器区域的整体涂覆， 通过控制锂化 坩埚的加热温度及锂化坩埚加热时间的长短来控制锂的蒸发量， 从而控制锂涂层的厚度为 10-20 纳米。 0021 如图 1、 4、 5 所示， 通过化学气相沉积的方式实现锂涂覆， 还可以使用小盖板分别 盖上锂化坩埚的底部和顶部的小孔， 锂蒸汽将分别从坩埚顶部盖板上的孔二及底部的孔一。
31、 中发射出来， 分别向上和向下两个方向发射锂蒸汽， 通过化学气相沉积的方式分别实现上 偏滤器及下偏滤器的局部涂覆。 0022 锂化坩埚和盖板的材料为耐锂腐蚀的 316L 不锈钢。 0023 加热丝的参数为 ： 220V， 27， 1.5kW。 0024 通过离子回旋等离子体辅助的锂化壁处理， 在环向获得较均匀的锂涂覆。通过使 用设计巧妙的坩埚和不同的盖板， 对 EAST 装置第一壁的整体及局部实现了灵活锂涂覆。通 过对磁约束装置真空室内第一壁表面涂覆 10-20 纳米金属锂涂层， 实现了快速、 经济、 有效 的对第一壁材料改性。发现锂化壁处理极其有效地改善了粒子再循环， 降低等离子体杂质 水平。
32、， 减少等离子体杂质辐射， 有效降低 H/(H+D)， 和抑制 MHD 行为， 极大提高等离子体约束 能力， 理论上预测研究实验上都观察到降低从 L 模转换到 H 模放电阈值功率， 促进 H 模等离 子体的获得， 也有利于高参数、 长脉冲放电。目前可以确认锂化壁处理是 EAST 目前的最佳 壁处理模式。这有可能从根本上改变托卡马克等离子体的性质， 为 EAST 更高参数、 更长脉 冲、 高品质H模放电、 提高离子回旋加热效率提供良好的第一壁条件， 对ITER和将来的DEMO 也有深远的意义。 说 明 书 CN 102653856 A 8 1/2 页 9 图 1 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102653856 A 9 2/2 页 10 图 5 说 明 书 附 图 CN 102653856 A 10 。