磁约束聚变系统集成检测

检测项目

超导线圈临界电流测试、真空室泄漏率测定、第一壁材料热负荷耐受性评估、偏滤器粒子通量监测、等离子体密度分布诊断、磁场位形精度验证、低温恒温器绝热性能测试、杜瓦结构应力分析、中性束注入效率校准、射频加热系统阻抗匹配度检验、磁体失超保护响应时间测定、真空泵组抽速曲线标定、冷却回路压降特性分析、遥测系统信号抗干扰能力验证、辐射屏蔽效能评估、液氦循环系统纯度检测、高压电源纹波系数测量、磁探针阵列灵敏度校准、光学诊断窗口透射率测试、偏滤器靶板热沉散热效率评估、真空室壁面氦渗透率测定、超导接头接触电阻监测、电磁兼容性（EMC）全频段扫描、瞬态热应力循环试验、磁体支撑结构模态分析、等离子体破裂预警系统可靠性验证、中子产额测量系统标定、低温管线振动抑制效果评估、真空密封圈材料老化试验、电磁阀动作时序同步性检验。

检测范围

托卡马克装置真空室本体、偏滤器模块原型件、超导磁体绕组线材样本、第一壁钨铜复合瓦片试样、中性束离子源栅极组件、射频天线馈入端口组件、低温泵转子动平衡测试件、杜瓦多层绝热材料切片样本、液氦传输管线焊接接头试样、磁探针标定用标准磁场发生器装置、光学诊断石英观察窗试制品、高压绝缘陶瓷支撑柱样本、中子屏蔽聚乙烯基复合材料试块、真空波纹管疲劳测试样件、超导接头铌钛合金接触面样本、电磁线圈骨架环氧树脂浇注体试样、偏滤器水冷管路湍流模拟件、等离子体破裂防护铜壳结构件原型机柜抗辐射加固电路板样本。

检测方法

电磁场分布测试采用霍尔探头阵列法：通过布置三维空间传感矩阵实时采集磁场强度与方向数据；等离子体密度诊断实施微波干涉测量法：利用毫米波反射信号相位差计算电子密度分布；真空密封性验证执行氦质谱检漏法：通过示踪气体浓度变化定位微米级泄漏点；超导材料临界电流测定采用四引线法：在液氦温区下施加梯度电流并监测电压跃变点；热负荷耐受性试验应用电子束扫描加热法：通过功率密度模拟装置实现10MW/m级热流加载；中子屏蔽效能评估采用Am-Be中子源照射法：结合长计数器测量材料慢化前后的中子通量衰减率；振动模态分析执行锤击激励法：通过多点加速度传感器采集结构频响函数；电磁兼容性测试依据混响室辐射抗扰度法：在屏蔽暗室内构建各向同性电磁场环境进行设备抗干扰验证。

检测标准

GB/T32542-2016核聚变装置超导磁体系统测试规范；IEC63127:2020核聚变装置真空室泄漏检测方法；ASTME2963-22聚变堆材料中子辐照试验规程；ISO17849:2019磁约束聚变装置电磁兼容性通用要求；EJ/T1257-2018聚变堆第一壁热负荷试验方法；GB/T40217-2021核聚变装置低温系统性能测试标准；IEC62855:2015核聚变装置高压电源系统电参数测量导则；ASMEBPVC-III-NH-2023核聚变装置压力边界组件建造规则；ISO21347:2020聚变堆遥测系统数据传输协议规范；EN62305-4:2018核设施雷电及过电压防护系统验收标准。

检测仪器

超导磁体测试平台：集成4.2K液氦温控系统与20kA直流电源模块，用于临界电流特性曲线测绘；多通道质谱检漏仪：配备10⁻Pam/s级灵敏度探头组，实现真空系统分布式泄漏定位；瞬态热负荷试验台：配置200kW电子束枪与红外热像仪联用系统，模拟偏滤器瞬态热冲击过程；高精度磁场测绘系统：包含256通道三轴霍尔传感器阵列与自动定位机械臂，完成三维磁场拓扑重构；低温力学性能试验机：集成液氮/液氦双循环温控舱与100kN伺服加载机构，测试材料在4K-300K温区的力学行为；中子能谱分析仪：采用3He正比计数管与镉屏蔽层组合结构，实现0.025eV-15MeV能区中子通量测量；等离子体光谱诊断装置：配置高分辨率光栅光谱仪与高速ICCD相机组，完成Hα线辐射强度时空分布监测；六自由度振动台：具备50kN推力与200Hz工作频宽，验证设备在ITER级地震工况下的结构完整性；微波干涉测量系统：采用94GHz调频连续波雷达模块与相位解调算法，实现等离子体密度剖面实时反演。