[發(fā)明專利]一種原位實時定量診斷聚變裝置面壁部件腐蝕沉積的方法

有效

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• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111929127B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 趙棟燁;才來中;胡萬鵬;黃向玫;王亞磊;曾曉曉;馬會聰
• 申請（專利權）人: 核工業(yè)西南物理研究院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N21/71
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

1.一種原位實時定量診斷聚變裝置面壁部件腐蝕沉積的方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)制備等離子體輻照前多層膜PFCs

在PFCs基體A1上制備中間標記層A2和頂部標記層A3，三層緊密接觸相連；

2)對等離子體輻照前多層膜PFCs進行LIBS光譜采集；

采用激光脈沖不斷對多層膜PFCs進行燒蝕，同時采集其LIBS光譜；

3)確定基體A1、中間標記層A2和頂部標記層A3的LIBS激光脈沖數；

4)確定中間標記層A2和頂部標記層A3的絕對層厚度；

5)建立輻照前不同區(qū)域PFCs中間標記層A2和頂部標記層A3的絕對層厚度數據庫；

6)將多層膜PFCs放置于聚變等離子體裝置，經受等離子體輻照；

7)對輻照后的多層膜PFCs進行診斷，采集其LIBS光譜；

8)確定輻照后的多層膜PFCs的基體層A1、中間標記層A2和頂部標記層A3的LIBS激光脈沖數；

9)確定輻照后中間標記層A2和頂部標記層A3的絕對層厚度；

10)建立輻照后不同區(qū)域PFCs的中間標記層A2和頂部標記層A3的絕對厚度數據庫；

11)利用輻照后不同區(qū)域PFCs的中間標記層A2和頂部標記層A3的絕對厚度分別減去步驟5)中輻照前的結果，確定不同區(qū)域PFCs在等離子體輻照后中間標記層A2，頂部標記層A3的絕對厚度變化，即得到不同區(qū)域PFCs等離子體腐蝕與沉積厚度絕對曲線；

12)沿著等離子體腐蝕與沉積厚度絕對曲線積分求解，得到腐蝕與沉積體積，通過中間標記層A2，頂部標記層A3對應材料的質量密度，確定聚變裝置PFCs腐蝕與沉積的絕對質量。

2.如權利要求1所述的一種原位實時定量診斷聚變裝置面壁部件腐蝕沉積的方法，其特征在于：

所述的步驟1)中，基體A1材料與聚變裝置主體面壁材料相同，頂部標記層A3的材料與基體A1的材料完全相同，中間標記層A2材料與A1和A3不同。

3.如權利要求2所述的一種原位實時定量診斷聚變裝置面壁部件腐蝕沉積的方法，其特征在于：所述的中間標記層A2和頂部標記層A3采用磁控濺射沉積鍍膜或等離子體噴涂鍍膜的方法依次形成。

4.如權利要求2所述的一種原位實時定量診斷聚變裝置面壁部件腐蝕沉積的方法，其特征在于：所述的步驟2)中，對多層膜PFCs進行診斷，采用激光脈沖不斷對多層膜PFCs進行燒蝕，同時采集其LIBS光譜。

5.如權利要求4所述的一種原位實時定量診斷聚變裝置面壁部件腐蝕沉積的方法，其特征在于，所述的步驟2)中，采用激光燒蝕的判斷標準為：激光發(fā)射一直持續(xù)到能夠觀察到PFCs基體A1材料的LIBS光譜，同時PFCs基體A1的LIBS光譜穩(wěn)定性優(yōu)于10％后，停止激光燒蝕；這一過程中激光發(fā)射的脈沖個數記作N_total，同時也采集到N_total個LIBS光譜，分別記作